JP4079322B2 - Tunnel excavator for underground joint and tunnel underground joint method - Google Patents

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JP4079322B2
JP4079322B2 JP2003007017A JP2003007017A JP4079322B2 JP 4079322 B2 JP4079322 B2 JP 4079322B2 JP 2003007017 A JP2003007017 A JP 2003007017A JP 2003007017 A JP2003007017 A JP 2003007017A JP 4079322 B2 JP4079322 B2 JP 4079322B2
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tunnel
ring
excavator
ring cutter
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秀明 鈴木
栄治 酒井
直人 時枝
俊康 三好
憲和 岩本
徹 稲田
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Penta Ocean Construction Co Ltd
Kyowa Exeo Corp
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Penta Ocean Construction Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は地中接合用トンネル掘削機およびトンネルの地中接合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のトンネルの地中接合方法は、例えば特開平7−208644号公報に示すものがある。この接合方法は新設管の先端部が外筒と、この外筒に内挿された接合管との二重構造になっている。
一方、他の接合方法として、一般的に図15に示すものが行われている。このうち(1)に示す方法は、既設トンネル50に構築された立坑52に新設トンネル51を接合するものであり、(2)に示す方法は、既設トンネル50の近傍の立坑52に新設トンネル51を接合し、前記立坑52と既設トンネル50との間の地盤53を凍結工法で地盤改良して接合するものであり、(3)に示す方法は、既設トンネル50の近傍まで新設トンネル51を構築し、その間の地盤53を凍結工法で改良して接合するものである。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−208644号公報(図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の特開平7−208644号公報の発明は、新設管を二重管とするため工費が増大するという問題があった。また図15の(1)〜(3)の接合方法は、立坑用地の確保の困難、地中埋設物の切り回し作業の必要性から工費および工期の増大、地盤改良のための製作ヤードの確保の困難、地盤改良の範囲拡大による工費の増大などの問題があった。
【0005】
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、地盤改良をせずに低コストで、かつ短期間にトンネルの地中接合ができるトンネル掘削機およびその接合方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するための地中接合用トンネル掘削機は、シールド本体の前部に設置された、掘削方向にスライド自在で、かつ円周方向に回転自在なリングカッタと、該リングカッタの前部に設置され、カッタースポークの先端部から径方向に伸縮する伸縮カッタを備えたカッタヘッドとから構成され、前記リングカッタ内面における、底部に緩衝材を備えた凹部または伸縮カッタを摩擦固定させる固定用パッドに、カッタースポークの先端から伸びた伸縮カッタが固定され、該伸縮カッタの回転でリングカッタが回転することを特徴とする。
またトンネルの地中接合方法は、地中に構築された既設トンネルの側面に新設トンネルを接合するトンネルの地中接合方法であって、請求項1の地中接合用トンネル掘削機を既設トンネルの側面に接するまで掘進させた後、カッタヘッドの伸縮カッタをリングカッタの内側にまで縮めるとともに、該リングカッタを掘進方向にスライドさせ、その内面における、底部に緩衝材を備えた凹部または伸縮カッタを摩擦固定させる固定用パッドに、径方向に伸ばした伸縮カッタを固定し、該伸縮カッタの回転によってリングカッタを回転させながら前方に押し出して既設トンネルの側面を切削することを特徴とする。またリングカッタで既設トンネルの側面を切削した後、該切削部の外側の地盤にトンネルの内側から止水材を注入することを含む。またリングカッタで既設トンネルの側面を切削した後、カッタヘッドを解体・撤去して、リングカッタおよびシールド本体の内側に新設トンネルを構築することを含むものである。
【0007】
カッタヘッドで地山を掘削するとともに、リングカッタ内面の固定手段に固定した伸縮カッタで、リングカッタを円周方向に回転させて、既設トンネルの側面を切削する。リングカッタ内面の凹部への伸縮カッタの押し入れ、固定用パッドへの伸縮カッタの摩擦接着により、該伸縮カッタをリングカッタの内面に固定することができる。
また地中接合用トンネル掘削機をシールドジャッキで既設トンネルの近傍まで掘進させた後、リングカッタによって既設トンネルの側面に新設トンネルの内径とほぼ同じ径の孔を切削することができる。また既設トンネルの切削部の外側の止水処理がトンネルの内側からおこなえる。カッタヘッドを解体・撤去することにより、シールド本体とリングカッタとで一次覆工することができ、この内側に新設トンネルを構築して既設トンネルに接合する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の地中接合用トンネル掘削機(以下掘削機という)およびトンネルの地中接合方法(以下接合方法という)の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0009】
本発明の実施の形態における接合方法は、掘削機で掘削した横孔に新設管を推進させて、既設トンネルの側面に新設トンネルを接合するものであり、はじめに、この方法に使用する掘削機の実施の形態を図1〜図4に基づいて説明し、その後に、この掘削機を使用した接合方法の実施の形態を図5〜図14に基づいて説明する。また各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。
【0010】
図1〜図3は第1の実施の形態の掘削機1を示したものであり、この掘削機1は円筒状のシールド本体2と、該シールド本体2の前部に設置された掘進方向にスライド自在で、かつ円周方向に回転自在な円筒状のリングカッタ4と、該リングカッタ4の前部に設置されたカッタヘッド5とから構成されている。
【0011】
シールド本体2は、球面軸受け6で屈曲自在に接続された前部シールド7と後部シールド8とから構成されている。この後部シールド8の内面には複数のシールドジャッキ(例えば3機)9が設置され、このシールドジャッキ9のスプレッダ10が新設管11を反力として伸びることにより、掘削機1を前方に掘進させるものである。
【0012】
一方、前部シールド7の前部には円筒状の突出シールド3が設けられ、この突出シールド3を覆うようにしてリングカッタ4が回転自在に設けられている。
【0013】
このリングカッタ4は既設トンネルの側面に、新設トンネルを接続するための接続口を切削・開口するものであり、その前面には既設トンネルの側面を切削するカッタビット14が多数設置されている。またリングカッタ4の後端部には内側へ折れ曲がったガイド片15が形成され、該ガイド片15が突出シールド3のガイド部16に設置され、該ガイド部16によりリングカッタ4のスライドを安定させる。
【0014】
このガイド片15には前部シールド7の内面に設置したスライドジャッキ17のスプレッダ18が取り付けられている。したがって、図2に示すように、前記のスプレッダ18が伸長するとリングカッタ4が前方にスライドし、これとともにリングカッタ4の後部に接合したリングカバー19もスライドして、スライドジャッキ17とガイド部16とが保護される。
【0015】
またリングカッタ4の内面には、後述する伸縮カッタを固定する固定手段としての凹部20が3つ形成され、この底部には緩衝材21、例えばスポンジ製のパッキンが設置されている。
【0016】
また突出シールド3の前部にはバルクヘッド22が形成され、このバルクヘッド22には駆動モータ23と減速機24とからなる駆動装置25が設置され、該駆動装置25には軸受け26を介してカッタヘッド5が設置されている。
【0017】
このカッタヘッド5は前部シールド7の前面に位置し、中央の円筒部28に中空のカッタースポーク29が放射状に3つ設置され、該カッタースポーク29内には伸縮カッタ30が収納されている。この伸縮カッタ30はカッタースポーク29内に収納された伸縮スポーク31の先端に設置され、カッタースポーク29内のシリンダー32で径方向に伸縮するようになっている。また上記のカッタースポーク29の前面にはカッタビット(図示せず)が多数設置されている。
【0018】
したがって、図3に示すように、伸縮カッタ30はシリンダー32の伸長によって突出シールド3の外面まで(突出シールドの外面と伸縮カッタの外面とが同じ面になる位置)伸びるとともに、シリンダー32の収縮によって突出シールド3の内側まで縮むようになっている。
【0019】
また伸縮カッタ30を突出シールド3の内側まで縮めて、リングカッタ4を突出シールド3の前方に突出させた後、前記伸縮カッタ30を径方向に伸ばすと凹部20内に押し込まれるので、リングカッタ4が円周方向に回転可能になる。なお、前記凹部20は常に伸縮カッタ30が押し込まれる箇所に位置している。
【0020】
またバルクヘッド22とカッタヘッド5との間に形成された圧力チャンバ33には排土管34の先端が設置され、該排土管34によって圧力チャンバ33内の掘削土が排出される。
【0021】
また図4は第2の実施の形態の掘削機35を示したものであり、この掘削機35は固定手段としての凹部20が固定用パッド36になったものであり、これ以外は第1の実施の形態の掘削機1と同じ構成である。この固定用パッド36は摩擦力によって伸縮カッタ30をリングカッタ4に固定するものであり、該リングカッタ4が回転できる摩擦力を有する。
【0022】
次に、第1の実施の形態の掘削機1を使用した接合方法を図5〜図14に基づいて説明する。この接合方法は、地中に構築した既設トンネル40の側面に新設トンネル41を接合するものである。
【0023】
はじめに、図5に示すように、掘削機1を既設トンネル40の側面から約1mの手前まで掘進させる。この掘削機1はカッタヘッド5で地山42を掘削するとともに、この掘削土を圧力チャンバ33から排土管34で排出しながら、新設管11に反力をとったシールドジャッキ9で掘進するものである。
【0024】
そして、図6に示すように、掘削機1を既設トンネル40の側面から約1mの手前で停止させた後、さらに30cm掘進させる。
【0025】
次に、図7に示すように、掘削機1をカッタヘッド5が既設トンネル40の側面に接するまで掘進させる。
【0026】
次に、図8に示すように、掘削機1を既設トンネル40の側面から約30cmの手前まで後退させると、カッタヘッド5と既設トンネル40との間に僅かな掘削空間43が形成される。
【0027】
次に、図9に示すように、伸縮カッタ30を突出シールド3の内側まで収縮させるとともに、リングカッタ4を掘削空間43までスライドさせる。これにともなってリングカバー19がスライドして、スライドジャッキ17とガイド部16とが保護される。
【0028】
次に、図10に示すように、伸縮カッタ30を伸ばしてリングカッタの凹部20に押し込むと、リングカッタ4の円周方向への回転が可能になる。また伸縮カッタ30が凹部20へ押し込まれると底部の緩衝材21が押しつぶされる。
【0029】
次に、図11に示すように、リングカッタ4を伸縮カッタ30で回転させながら前進させて、既設トンネル40の側壁を切削するとともに、この切削部の地盤44にカッタヘッド5近傍の注入口(図示せず)から止水材45を注入して地盤改良をおこなう。
【0030】
このように既設トンネル40の側壁を切削した後、図12に示すように、伸縮カッタ30を縮めて凹部20から引き抜くと、リングカッタ4が既設トンネル40の側壁に接続された状態になる。
【0031】
次に、図13に示すように、カッタヘッド5と駆動装置25とを突出シールド3とともに前部シールド7から解体すると、シールド本体2とリングカッタ4とからなるトンネル46が形成される。
【0032】
次に、図14に示すように、既設トンネルの切削された側壁47を撤去して接続口12を形成するとともに、前記トンネル46の内側に新設管11を推進・設置させると、新設トンネル41が既設トンネル40に接合される。
【0033】
また上記のような接合方法の他に、突出シールド3とともにシールド本体2およびリングカッタ4を解体してから(図13参照)新設管11を推進・設置して、新設トンネルを構築することもできる。
【0034】
なお、上記の接合方法の実施の形態は第1の実施の形態の掘削機1を使用したが、第2の実施の形態の掘削機35を用いても同じ方法で接合でき、かつ同じ効果を奏する。
【0035】
また上記の接合方法は推進工法に基づいて説明したが、これに限らず、シールド工法でも適用することができる。
【0036】
【発明の効果】
地盤改良などをせずに低コストで、かつ短期間にトンネルの地中接合ができる。またこの接合ができる掘削機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の掘削機の長さ方向の断面図である。
【図2】リングカッタをスライドさせた掘削機の長さ方向の断面図である。
【図3】(1)は図1のA−A線断面図、(2)は(1)の平面図である。
【図4】第2の実施の形態の掘削機の断面図である。
【図5】接合方法を示したものであり、既存トンネルの側面近傍まで掘削機を掘進させた断面図である。
【図6】接合方法を示したものであり、既存トンネルの側面近傍まで掘削機を掘進させた断面図である。
【図7】接合方法を示したものであり、既存トンネルの側面に接するまで掘削機を掘進させた断面図である。
【図8】接合方法を示したものであり、既存トンネルの側面近傍まで掘進させた掘削機を後退させた断面図である。
【図9】接合方法を示したものであり、伸縮ジャッキを縮めてリングカッタを伸ばした掘削機の断面図である。
【図10】接合方法を示したものであり、伸縮ジャッキを伸ばしてリングカッタに固定した掘削機の断面図である。
【図11】接合方法を示したものであり、リングカッタで既設トンネルの側壁を切削した断面図である。
【図12】接合方法を示したものであり、伸縮ジャッキをリングカッタから取り外した掘削機の断面図である。
【図13】接合方法を示したものであり、突出シールドおよびカッタヘッドを解体した掘削機の断面図である。
【図14】接合方法を示したものであり、既設トンネルに新設トンネルを接合した断面図である。
【図15】従来の接合方法を示したものであり、(1)は既設トンネルに立坑を構築した断面図、(2)は既設トンネル近傍に立坑を構築した断面図、(3)は既設トンネル近傍の地盤を改良した断面図である。
【符号の説明】
1、35 掘削機
2 シールド本体
3 突出シールド
4 リングカッタ
5 カッタヘッド
6 球面軸受け
7 前部シールド
8 後部シールド
9 シールドジャッキ
10、18 スプレッダ
11 新設管
12 接続口
14 カッタビット
15 ガイド片
16 ガイド部
17 スライドジャッキ
19 リングカバー
20 凹部
21 緩衝材
22 バルクヘッド
23 駆動モータ
24 減速機
25 駆動装置
26 軸受け
28 円筒部
29 カッタースポーク
30 伸縮カッタ
31 伸縮スポーク
32 シリンダー
33 圧力チャンバ
34 排土管
36 固定用パッド
40、50 既設トンネル
41、51 新設トンネル
42 地山
43 掘削空間
44、53 地盤
45 止水材
46 トンネル
47 側壁
52 立坑
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tunnel excavator for underground joint and a tunnel underground joint method.
[0002]
[Prior art]
A conventional tunnel underground joining method is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-208644. In this joining method, the tip of the newly installed pipe has a double structure of an outer cylinder and a joined pipe inserted into the outer cylinder.
On the other hand, as another joining method, the one shown in FIG. 15 is generally performed. Among them, the method shown in (1) is to join the new tunnel 51 to the vertical shaft 52 constructed in the existing tunnel 50, and the method shown in (2) is the new tunnel 51 in the vertical shaft 52 near the existing tunnel 50. , And the ground 53 between the vertical shaft 52 and the existing tunnel 50 is joined by improving the ground by a freezing method. The method shown in (3) constructs the new tunnel 51 up to the vicinity of the existing tunnel 50. And the ground 53 in the meantime is improved and joined by the freezing method.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-208644 (FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-208644 has a problem that the construction cost increases because the new pipe is a double pipe. In addition, the joining methods of (1) to (3) in FIG. 15 are difficult to secure the shaft site, increase the construction cost and construction period due to the necessity of cutting the underground buried objects, and secure a production yard for ground improvement. However, there were problems such as difficulty in construction and increase in construction cost due to expansion of ground improvement.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a tunnel excavator capable of performing underground tunnel junction in a short period of time without improving the ground and a joining method thereof. Is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A tunnel excavator for underground joining for solving the above-described problems is provided with a ring cutter that is slidable in the excavating direction and rotatable in the circumferential direction, installed at the front of the shield body, and a ring cutter of the ring cutter. A cutter head that is installed at the front and includes a telescopic cutter that expands and contracts in the radial direction from the tip of the cutter spoke, and frictionally fixes a recess or a telescopic cutter with a cushioning material at the bottom on the inner surface of the ring cutter. A telescopic cutter extending from the tip of the cutter spoke is fixed to the fixing pad, and the ring cutter is rotated by the rotation of the telescopic cutter.
The tunnel underground joint method is a tunnel underground joint method in which a new tunnel is joined to a side surface of an existing tunnel built in the ground, and the tunnel excavator for underground joint according to claim 1 is installed in the existing tunnel. After digging until it touches the side, the cutter's telescopic cutter is shrunk to the inside of the ring cutter, and the ring cutter is slid in the digging direction. A telescopic cutter extended in the radial direction is fixed to a fixing pad to be fixed by friction, and the ring cutter is rotated forward by the rotation of the telescopic cutter to push forward and cut the side surface of the existing tunnel. Moreover, after cutting the side surface of the existing tunnel with a ring cutter, the water stop material is injected into the ground outside the cutting portion from the inside of the tunnel. In addition, after cutting the side of the existing tunnel with a ring cutter, the cutter head is disassembled and removed, and a new tunnel is built inside the ring cutter and the shield body.
[0007]
The ground is excavated by the cutter head, and the side surface of the existing tunnel is cut by rotating the ring cutter in the circumferential direction with an extendable cutter fixed to the fixing means on the inner surface of the ring cutter. The telescopic cutter can be fixed to the inner surface of the ring cutter by pushing the telescopic cutter into the recess of the inner surface of the ring cutter and by frictional adhesion of the telescopic cutter to the fixing pad.
Moreover, after the tunnel excavating machine for underground joints is dug up to the vicinity of the existing tunnel with a shield jack, a hole having a diameter substantially equal to the inner diameter of the new tunnel can be cut on the side surface of the existing tunnel by a ring cutter. Moreover, the water stop treatment outside the cutting part of the existing tunnel can be performed from the inside of the tunnel. By disassembling and removing the cutter head, it is possible to perform primary lining with the shield body and the ring cutter, and a new tunnel is built inside and joined to the existing tunnel.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a tunnel excavator for underground joining (hereinafter referred to as an excavator) and a tunnel underground joining method (hereinafter referred to as a joining method) according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
The joining method in the embodiment of the present invention is to join the new tunnel to the side of the existing tunnel by propelling the new pipe in the side hole excavated by the excavator. First, the excavator used in this method The embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4, and then the embodiment of the joining method using the excavator will be described with reference to FIGS. 5 to 14. In the embodiments, the same components are described with the same reference numerals, and only different components are described with different reference numerals.
[0010]
1 to 3 show an excavator 1 according to a first embodiment. The excavator 1 is provided with a cylindrical shield body 2 and an excavation direction installed at a front portion of the shield body 2. The cylindrical ring cutter 4 is slidable and rotatable in the circumferential direction, and a cutter head 5 is provided at the front of the ring cutter 4.
[0011]
The shield body 2 includes a front shield 7 and a rear shield 8 that are flexibly connected by a spherical bearing 6. A plurality of shield jacks (for example, three machines) 9 are installed on the inner surface of the rear shield 8, and the spreader 10 of the shield jack 9 extends using the new pipe 11 as a reaction force, thereby causing the excavator 1 to dig forward. It is.
[0012]
On the other hand, a cylindrical protruding shield 3 is provided in front of the front shield 7, and a ring cutter 4 is rotatably provided so as to cover the protruding shield 3.
[0013]
This ring cutter 4 cuts and opens a connection port for connecting a new tunnel on the side surface of an existing tunnel, and a number of cutter bits 14 for cutting the side surface of the existing tunnel are installed on the front surface thereof. A guide piece 15 bent inward is formed at the rear end of the ring cutter 4, and the guide piece 15 is installed on the guide portion 16 of the protruding shield 3, and the guide portion 16 stabilizes the slide of the ring cutter 4. .
[0014]
A spreader 18 of a slide jack 17 installed on the inner surface of the front shield 7 is attached to the guide piece 15. Therefore, as shown in FIG. 2, when the spreader 18 extends, the ring cutter 4 slides forward, and the ring cover 19 joined to the rear portion of the ring cutter 4 also slides, and the slide jack 17 and the guide portion 16 are also slid. And are protected.
[0015]
The ring cutter 4 has three concave portions 20 as fixing means for fixing the telescopic cutter, which will be described later, and a cushioning material 21, for example, sponge packing, is installed on the bottom.
[0016]
A bulkhead 22 is formed in front of the projecting shield 3, and a driving device 25 including a driving motor 23 and a speed reducer 24 is installed in the bulkhead 22, and the driving device 25 is provided with a bearing 26. A cutter head 5 is installed.
[0017]
The cutter head 5 is located on the front surface of the front shield 7, and three hollow cutter spokes 29 are installed radially in the central cylindrical portion 28, and an expandable cutter 30 is accommodated in the cutter spoke 29. The extendable cutter 30 is installed at the tip of an extendable spoke 31 accommodated in the cutter spoke 29 and is extended and contracted in the radial direction by a cylinder 32 in the cutter spoke 29. A number of cutter bits (not shown) are installed on the front surface of the cutter spoke 29.
[0018]
Therefore, as shown in FIG. 3, the expansion / contraction cutter 30 extends to the outer surface of the protruding shield 3 by the extension of the cylinder 32 (a position where the outer surface of the protruding shield and the outer surface of the expansion / contraction cutter are the same surface). The projection shield 3 is contracted to the inside.
[0019]
Further, after the telescopic cutter 30 is shrunk to the inside of the projecting shield 3 and the ring cutter 4 is projected forward of the projecting shield 3, when the telescopic cutter 30 is extended in the radial direction, it is pushed into the recess 20, so that the ring cutter 4 Can be rotated in the circumferential direction. In addition, the said recessed part 20 is always located in the location into which the expansion-contraction cutter 30 is pushed.
[0020]
The tip of a soil discharge pipe 34 is installed in the pressure chamber 33 formed between the bulkhead 22 and the cutter head 5, and the excavated soil in the pressure chamber 33 is discharged by the soil discharge pipe 34.
[0021]
FIG. 4 shows an excavator 35 according to the second embodiment. The excavator 35 has a concave portion 20 as a fixing means as a fixing pad 36. The configuration is the same as that of the excavator 1 of the embodiment. The fixing pad 36 is for fixing the telescopic cutter 30 to the ring cutter 4 by a frictional force, and has a frictional force that allows the ring cutter 4 to rotate.
[0022]
Next, a joining method using the excavator 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. This joining method joins the new tunnel 41 to the side surface of the existing tunnel 40 constructed in the ground.
[0023]
First, as shown in FIG. 5, the excavator 1 is dug up to about 1 m from the side of the existing tunnel 40. The excavator 1 excavates a natural ground 42 with a cutter head 5 and excavates the excavated soil with a shield jack 9 that takes a reaction force against a newly installed pipe 11 while discharging the excavated soil from a pressure chamber 33 with a discharge pipe 34. is there.
[0024]
Then, as shown in FIG. 6, the excavator 1 is stopped approximately 1 m from the side of the existing tunnel 40 and then further excavated by 30 cm.
[0025]
Next, as shown in FIG. 7, the excavator 1 is dug until the cutter head 5 contacts the side surface of the existing tunnel 40.
[0026]
Next, as shown in FIG. 8, when the excavator 1 is retracted from the side surface of the existing tunnel 40 to about 30 cm, a slight excavation space 43 is formed between the cutter head 5 and the existing tunnel 40.
[0027]
Next, as shown in FIG. 9, the telescopic cutter 30 is contracted to the inside of the protruding shield 3, and the ring cutter 4 is slid to the excavation space 43. As a result, the ring cover 19 slides, and the slide jack 17 and the guide portion 16 are protected.
[0028]
Next, as shown in FIG. 10, when the telescopic cutter 30 is extended and pushed into the recess 20 of the ring cutter, the ring cutter 4 can be rotated in the circumferential direction. When the telescopic cutter 30 is pushed into the recess 20, the cushioning material 21 at the bottom is crushed.
[0029]
Next, as shown in FIG. 11, the ring cutter 4 is advanced while being rotated by the telescopic cutter 30 to cut the side wall of the existing tunnel 40, and the injection port (near the cutter head 5) in the ground 44 of this cutting part. The water-stopping material 45 is injected from (not shown) to improve the ground.
[0030]
After cutting the side wall of the existing tunnel 40 in this way, as shown in FIG. 12, when the telescopic cutter 30 is contracted and pulled out from the recess 20, the ring cutter 4 is connected to the side wall of the existing tunnel 40.
[0031]
Next, as shown in FIG. 13, when the cutter head 5 and the driving device 25 are disassembled together with the protruding shield 3 from the front shield 7, a tunnel 46 composed of the shield body 2 and the ring cutter 4 is formed.
[0032]
Next, as shown in FIG. 14, the cut-off side wall 47 of the existing tunnel is removed to form the connection port 12, and when the new pipe 11 is pushed and installed inside the tunnel 46, the new tunnel 41 is It is joined to the existing tunnel 40.
[0033]
In addition to the joining method as described above, the shield main body 2 and the ring cutter 4 can be disassembled together with the protruding shield 3 (see FIG. 13), and the new pipe 11 can be pushed and installed to construct a new tunnel. .
[0034]
In addition, although embodiment of said joining method used excavator 1 of 1st Embodiment, even if it uses excavator 35 of 2nd Embodiment, it can join by the same method and has the same effect. Play.
[0035]
Moreover, although said joining method was demonstrated based on the propulsion construction method, it can apply also not only to this but a shield construction method.
[0036]
【The invention's effect】
Tunnel junction can be made at low cost and in a short time without ground improvement. Moreover, the excavator which can perform this joining can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an excavator according to a first embodiment.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an excavator with a ring cutter slid thereon.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and (2) is a plan view of (1).
FIG. 4 is a cross-sectional view of an excavator according to a second embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a joining method and excavating an excavator to the vicinity of a side surface of an existing tunnel.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a joining method and excavating an excavator to the vicinity of a side surface of an existing tunnel.
FIG. 7 shows a joining method, and is a cross-sectional view in which an excavator is dug until it comes into contact with a side surface of an existing tunnel.
FIG. 8 shows a joining method and is a sectional view in which an excavator excavated to the vicinity of a side surface of an existing tunnel is retracted.
FIG. 9 shows a joining method, and is a cross-sectional view of an excavator in which an expansion jack is contracted and a ring cutter is extended.
FIG. 10 shows a joining method, and is a cross-sectional view of an excavator in which an extension jack is extended and fixed to a ring cutter.
FIG. 11 shows a joining method and is a cross-sectional view of a side wall of an existing tunnel cut by a ring cutter.
FIG. 12 is a cross-sectional view of an excavator in which a joining method is shown and an expansion jack is removed from a ring cutter.
FIG. 13 is a cross-sectional view of an excavator in which a projecting shield and a cutter head are disassembled, showing a joining method.
FIG. 14 shows a joining method, and is a cross-sectional view in which a new tunnel is joined to an existing tunnel.
FIG. 15 shows a conventional joining method, (1) is a sectional view in which a shaft is constructed in an existing tunnel, (2) is a sectional view in which a shaft is constructed in the vicinity of the existing tunnel, and (3) is an existing tunnel. It is sectional drawing which improved the near ground.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,35 Excavator 2 Shield body 3 Protruding shield 4 Ring cutter 5 Cutter head 6 Spherical bearing 7 Front shield 8 Rear shield 9 Shield jack 10, 18 Spreader 11 New pipe 12 Connection port 14 Cutter bit 15 Guide piece 16 Guide part 17 Slide jack 19 Ring cover 20 Recess 21 Buffer material 22 Bulkhead 23 Drive motor 24 Reducer 25 Drive device 26 Bearing 28 Cylindrical portion 29 Cutter spoke 30 Telescopic cutter 31 Telescopic spoke 32 Cylinder 33 Pressure chamber 34 Exhaust pipe 36 Fixing pad 40, 50 Existing tunnels 41 and 51 New tunnel 42 Ground 43 43 Excavation spaces 44 and 53 Ground 45 Water stop material 46 Tunnel 47 Side wall 52 Vertical shaft

Claims (4)

シールド本体の前部に設置された、掘削方向にスライド自在で、かつ円周方向に回転自在なリングカッタと、該リングカッタの前部に設置され、カッタースポークの先端部から径方向に伸縮する伸縮カッタを備えたカッタヘッドとから構成され、前記リングカッタ内面における、底部に緩衝材を備えた凹部または伸縮カッタを摩擦固定させる固定用パッドに、カッタースポークの先端から伸びた伸縮カッタが固定され、該伸縮カッタの回転でリングカッタが回転することを特徴とする地中接合用トンネル掘削機。  A ring cutter that is slidable in the excavation direction and is rotatable in the circumferential direction, installed at the front of the shield body, and installed at the front of the ring cutter, and expands and contracts in the radial direction from the tip of the cutter spoke. A telescopic cutter extending from the tip of the cutter spoke is fixed to a fixing pad for friction-fixing a recess or a telescopic cutter with a cushioning material on the bottom on the inner surface of the ring cutter. An underground excavation tunnel excavator wherein the ring cutter is rotated by the rotation of the telescopic cutter. 地中に構築された既設トンネルの側面に新設トンネルを接合するトンネルの地中接合方法であって、請求項1の地中接合用トンネル掘削機を既設トンネルの側面に接するまで掘進させた後、カッタヘッドの伸縮カッタをリングカッタの内側にまで縮めるとともに、該リングカッタを掘進方向にスライドさせ、その内面における、底部に緩衝材を備えた凹部または伸縮カッタを摩擦固定させる固定用パッドに、径方向に伸ばした伸縮カッタを固定し、該伸縮カッタの回転によってリングカッタを回転させながら前方に押し出して既設トンネルの側面を切削することを特徴とするトンネルの地中接合方法。A tunnel underground junction method for joining a new tunnel to a side surface of an existing tunnel constructed in the ground, wherein the tunnel excavator for underground junction according to claim 1 is dug until it contacts the side surface of the existing tunnel. The retractable cutter of the cutter head is shrunk to the inside of the ring cutter, and the ring cutter is slid in the digging direction, and the inner surface has a recess with a cushioning material on the bottom or a fixing pad that frictionally fixes the extendable cutter. A tunnel underground joining method characterized by fixing a telescopic cutter extended in a direction, and extruding forward while rotating the ring cutter by rotating the telescopic cutter to cut a side surface of an existing tunnel. リングカッタで既設トンネルの側面を切削した後、該切削部の外側の地盤にトンネルの内側から止水材を注入することを特徴とする請求項2に記載のトンネルの地中接合方法。  3. The tunnel underground joining method according to claim 2, wherein after the side surface of the existing tunnel is cut with a ring cutter, a water-stopping material is injected into the ground outside the cutting portion from the inside of the tunnel. リングカッタで既設トンネルの側面を切削した後、カッタヘッドを解体・撤去して、リングカッタおよびシールド本体の内側に新設トンネルを構築することを特徴とする請求項2または3に記載のトンネルの地中接合方法。  The ground of the tunnel according to claim 2 or 3, wherein after cutting the side of the existing tunnel with a ring cutter, the cutter head is disassembled and removed to construct a new tunnel inside the ring cutter and the shield body. Medium joining method.
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