JP4190108B2

JP4190108B2 - Shield machine and shield tunnel construction method

Info

Publication number: JP4190108B2
Application number: JP29023299A
Authority: JP
Inventors: 研一金子; 功橋本; 正樹湯口; 龍二田口
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2019-10-12
Also published as: JP2001107683A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシールド掘進機とシールドトンネルの構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１本の本線のシールドトンネルから、行き止まりの支線を枝別れさせるような構成のシールドトンネルを構築する場合がある。ちょうど、本線トンネルが魚の背骨、支線が魚の肋骨に相当するような形状のトンネル群である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような支線のトンネルを構築する場合に、通常のシールド掘進機を使用するとしたら、行き止まりのシールドトンネルを構築した後に、その終点からシールドトンネルの外径に等しい外径を備えたシールド掘進機を回収することは不可能である。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は上記のような問題を改善するためになされたもので、行き止まりのシールドトンネルからシールド掘進機を回収することができるシールド掘進機とシールドトンネルの構築方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために本発明のシールド掘進機は、矩形断面のシールド掘進機において、シールド掘進機を、掘進方向と平行する面であって、かつ相互に平行する２面によって、各隅部を含んだ４部分に分割して分割体として構成した、シールド掘進機である。
【０００６】
また本発明のシールドトンネルの構築方法は、上記のシールド掘進機を使用し、４部分の分割体を組み合わせた状態でシールド掘進機を掘進し、その掘進跡にセグメントを組み立ててシールドトンネルを構築し、その後にシールド掘進機をシールドトンネルから前方に押し出し、シールド掘進機の対抗する位置の分割体をシールド掘進機の内部に収納し、残りの分割体で外形の縮小したシールド掘進機を構成し、縮小したシールド掘進機を、シールドトンネル内部を通して移動し、他の位置で再度シールド掘進機として使用する、シールドトンネルの構築方法である。
【０００７】
また本発明のシールドトンネルの構築方法は、前記のシールド掘進機を使用し、４部分の分割体を組み合わせた状態でシールド掘進機を掘進し、その掘進跡にセグメントを組み立ててシールドトンネルを構築し、その後にシールド掘進機をシールドトンネルから前方に押し出し、シールド掘進機の対抗する位置の分割体をシールド掘進機の内部に収納し、残りの分割体で外形の縮小したシールド掘進機を構成し、縮小したシールド掘進機を、シールドトンネル内部を通して移動して撤去し、撤去した後の空間の底部に充填材を充填し、その上にセグメントを組み立てて構築する、シールドトンネルの構築方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面にもとづいて本発明の一実施例を説明する。
【０００９】
＜イ＞シールド掘進機の形状。
本発明のシールド掘進機は矩形断面を有する。
そのような矩形断面のシールド掘進機において、シールド掘進機を、掘進方向と平行する２面によって分割する。
したがって矩形のシールド掘進機は、４部分の分割体１として構成することができる。
この分割する２面は、相互に平行する２面として構成する。
さらに分割後の分割体１は、矩形断面の各隅部を含んだ４部分に分割して分割体１として構成する。
分割体１を組み立てる場合にはその内部に鋼製の枠１４を位置させ、その枠１４の外周に分割体１を取りつけて構成する。
なお図１ではわかりやすくシールド掘進機の前面を垂直面で切断した状態で記載してあるが、実際にはその先端には土砂に食い込むための刃先が取り付けてある。
【００１０】
＜ロ＞分割体１の構造。
各分割体１はボックス状に鉄板で囲んだ構造に構成し、その内部にはシールドジャッキ２を収納する。
分割体１の分割面の一方には、シールド掘進機の掘進方向と直交する方向に溝１１を刻設する。
一方、溝１１に接する側の分割体１の分割面には溝内を移動可能な車輪などの滑動体を設ける。
したがって一部の分割体１を内側に引き抜く場合、押し出す場合の移動を円滑に行うことができる。
さらに分割体１の内でシールド掘進機の底面を構成する分割体１には、その下面に車輪１２を出入り自在に設ける。
車輪１２を収納した場合には分割体１の表面は蓋板で被覆しておく。
【００１１】
＜ハ＞テール部。
シールド掘進機はその後方のテール部でセグメントを組み立てる。
そのためにテール部１３はボックス状に形成せず、従来のシールド掘進機と同様に鋼板によって形成する。
そしてテール部１３もシールド掘進機の分割体１と同じ線上で４部分に分割する。
分割位置には両側の鋼板にわたって当て板を介在させてネジで止める。
【００１２】
＜ニ＞シールドトンネルの構築方法。
上記したシールド掘進機を使用してシールドトンネルを構築する。その場合には４部分の分割体１を組み合わせた状態のシールド掘進機を使用し、その掘進跡にセグメント４を組み立ててシールドトンネルを構築する。（図２）
このセグメント４、およびセグメント組み立て用のエレクターは通常のものを利用できる。
【００１３】
＜ホ＞シールド掘進機の縮小。
シールド掘進機によってシールドトンネルの終点まで構築したら、その周囲の地盤を補強する。
そしてシールド掘進機をシールドトンネルから前方に押し、その後に掘削装置やエレクタなどを撤去する。（図５）
内部が空洞となったシールド掘進機では、内側の鋼材の枠１４を取り外し、テール部１３の接合板を解体する。
次に内部に配置した支持ジャッキ３を使用して、対抗する位置の分割体１をシールド掘進機の内部に収納し（図３）、残った外周の分割体１を引き寄せることによって外径の縮小したシールド掘進機を形成する。（図４、６）
次に底面から車輪１２を押し出して坑口側へ移動し、（図７）シールドトンネル内部を移動させて次に使用する位置まで移動する。
所定の位置に到達したら再度、外周の分割体１の距離を拡大し、内部に収納した分割体１を外周の分割体１の間に挿入して外径の拡大したシールド掘進機を形成する。
あるいは外径の縮小した状態のままで次のトンネルを掘進することも可能である。
【００１４】
＜ヘ＞シールド掘進機撤去後のトンネルの構築。
外径を縮小したシールド掘進機を撤去した後のトンネルはその周囲は地山がそのまま露出した状態である。
そこで撤去した後の空間の底部に充填材５、コンクリートなどを水平に充填する。
次にすでにセグメント４を組み立てたトンネル内部に搬入したエレクタ６のアームを伸ばして充填材の上にセグメント４を組み立てる。（図９）
充填材５の上に組み立てるセグメント４には、トンネルの中心軸方向にＰＣ鋼線４１を貫通する貫通孔を開口しておく。
この貫通孔にＰＣ鋼線４１を通して途中から内側に引き出してジャッキ４２で緊張を与える。（図１０）
したがって緊張部分のセグメント４には鋼線４１引き出しの斜孔とジャッキ４２の緊張反力を取る支圧板を取りつけておく。
緊張して一体化したセグメント４の前方にはコンクリートを打設して切羽壁７を構築し、周囲には充填材を充填してシールド掘進機撤去後のトンネル終端の構築を終わる。（図１１）
【００１５】
【発明の効果】
本発明は上記したようになるから、次のような効果を達成することができる。
＜イ＞行き止まり状態のシールドトンネルを構築した後に、シールド掘進機を切断して解体することなく撤去することができる。さらに再度の組み立ても容易に行うことができる。したがってシールド掘進機の撤去、移動、再組み立てまでの一連の作業を短時間で行うことができる。
＜ロ＞シールドトンネルという狭い空間の中での作業であるが、すべてを機械的に行えるために安全性が高い。
＜ハ＞火力を使って切断する作業が不要である。そのためにシールド掘進機にひずみが発生することがなく、再度組み立てる場合にも精度の狂いが無く能率のよい組み立て作業を行うことができる。
＜ニ＞シールド掘進機を切断して部品にして運搬する方法と比較して、部品の積み込み作業がなく、移動作業が簡単で安全である。
＜ホ＞少なくとも二種類の外径の異なるシールド掘進機として使用することができる。
＜ヘ＞本発明の構成以外にシールド掘進機を複数に分割する構成も考えられる。しかし本発明の構成は分割数が少なくその結果、止水性が良好で、製作作業、組み立て作業が容易である。
また本発明の構成では隅部の分割体１を内部に引き込むことから、収縮した後の形状も矩形を維持しており、運搬が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシールド掘進機の実施例の概念図。
【図２】その正面図。
【図３】収縮状態の説明図。
【図４】収縮後の正面図。
【図５】施工状態の説明図。
【図６】施工状態の説明図。
【図７】施工状態の説明図。
【図８】施工状態の説明図。
【図９】施工状態の説明図。
【図１０】施工状態の説明図。
【図１１】施工状態の説明図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shield machine and a shield tunnel construction method.
[0002]
[Prior art]
There is a case where a shield tunnel having a structure that branches a dead-end branch line from a single main-line shield tunnel may be constructed. The main tunnel is a group of tunnels shaped like a fish spine and a branch line corresponding to a fish rib.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When constructing a tunnel of such a branch line, if a normal shield machine is used, after constructing a dead end shield tunnel, a shield machine with an outer diameter equal to the outer diameter of the shield tunnel from its end point It is impossible to recover.
[0004]
[Object of the present invention]
The present invention has been made to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a shield machine and a shield tunnel construction method that can recover the shield machine from a dead end shield tunnel.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the shield machine according to the present invention is a shield machine having a rectangular cross section, wherein the shield machine is a plane parallel to the drilling direction and two planes parallel to each other. It is a shield machine that is divided into four parts including each corner and configured as a divided body.
[0006]
Also, the shield tunnel construction method of the present invention uses the shield tunneling machine described above, digs the shield tunneling machine in a state where the four parts are combined, and constructs the shield tunnel by assembling the segments on the trace. After that, the shield machine is pushed forward from the shield tunnel, the divided body at the position opposed to the shield machine is stored inside the shield machine, and the remaining divided body constitutes a shield machine with a reduced external shape, This is a shield tunnel construction method in which a reduced shield machine is moved through the shield tunnel and used again as a shield machine at another position.
[0007]
Also, the shield tunnel construction method of the present invention uses the shield tunneling machine described above, digs the shield tunneling machine in a state where four parts are combined, and constructs a shield tunnel by assembling segments on the traces. After that, the shield machine is pushed forward from the shield tunnel, the divided body at the position opposed to the shield machine is stored inside the shield machine, and the remaining divided body constitutes a shield machine with a reduced external shape, This is a shield tunnel construction method in which a reduced shield machine is removed by moving through the shield tunnel, filling the bottom of the removed space with filler, and assembling segments on it.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0009]
<I> Shape of shield machine.
The shield machine of the present invention has a rectangular cross section.
In such a shield machine having a rectangular cross section, the shield machine is divided by two surfaces parallel to the drilling direction.
Therefore, the rectangular shield machine can be configured as a four-part divided body 1.
The two surfaces to be divided are configured as two surfaces parallel to each other.
Further, the divided body 1 after the division is divided into four parts including the corners of the rectangular cross section to constitute the divided body 1.
When assembling the divided body 1, the steel frame 14 is positioned inside the divided body 1, and the divided body 1 is attached to the outer periphery of the frame 14.
In FIG. 1, the front surface of the shield machine is shown in a state where it is cut by a vertical surface, but in fact, a cutting edge for biting into the earth and sand is attached to the tip.
[0010]
<B> Structure of the divided body 1.
Each divided body 1 is configured in a box-like structure surrounded by an iron plate, and a shield jack 2 is accommodated therein.
A groove 11 is formed on one of the dividing surfaces of the divided body 1 in a direction orthogonal to the direction of excavation of the shield machine.
On the other hand, a sliding body such as a wheel that can move in the groove is provided on the divided surface of the divided body 1 on the side in contact with the groove 11.
Therefore, when a part of the divided bodies 1 is pulled out, the movement when pushing out can be performed smoothly.
Furthermore, in the divided body 1 constituting the bottom surface of the shield machine within the divided body 1, wheels 12 are provided on the lower surface thereof so as to freely enter and exit.
When the wheel 12 is stored, the surface of the divided body 1 is covered with a cover plate.
[0011]
<C> Tail section.
The shield machine assembles the segments at the tail behind it.
Therefore, the tail portion 13 is not formed in a box shape, but is formed of a steel plate as in the conventional shield machine.
The tail portion 13 is also divided into four parts on the same line as the divided body 1 of the shield machine.
At the dividing position, a backing plate is interposed between the steel plates on both sides and is fixed with screws.
[0012]
<D> How to build a shield tunnel.
Build a shield tunnel using the above shield machine. In that case, a shield tunneling machine in a state in which the divided parts 1 of four parts are combined is used, and a shield tunnel is constructed by assembling the segments 4 on the traces. (Figure 2)
The segment 4 and the erector for assembling the segment can be ordinary ones.
[0013]
<E> Reduction of shield machine.
Once the shield tunneling machine has been built up to the end of the shield tunnel, the surrounding ground will be reinforced.
Then, the shield machine is pushed forward from the shield tunnel, and then the excavator and the erector are removed. (Fig. 5)
In the shield machine having a hollow inside, the inner steel frame 14 is removed, and the joining plate of the tail portion 13 is disassembled.
Next, using the support jack 3 arranged inside, the division body 1 at the opposing position is housed in the shield machine (FIG. 3), and the outer circumference division body 1 is pulled down to reduce the outer diameter. Form a shield machine. (Figs. 4 and 6)
Next, the wheel 12 is pushed out from the bottom surface and moved to the wellhead side (FIG. 7), and the inside of the shield tunnel is moved to the next use position.
When the predetermined position is reached, the distance of the outer divided body 1 is increased again, and the divided body 1 housed inside is inserted between the outer divided bodies 1 to form a shield machine with an increased outer diameter.
Alternatively, the next tunnel can be excavated with the outer diameter reduced.
[0014]
<F> Construction of a tunnel after removal of the shield machine.
The tunnel after the removal of the shield machine with the reduced outer diameter is in a state where the ground is exposed as it is.
Therefore, the filler 5 and concrete are horizontally filled in the bottom of the space after removal.
Next, the arm of the erector 6 carried into the tunnel in which the segment 4 has already been assembled is extended to assemble the segment 4 on the filler. (Fig. 9)
In the segment 4 assembled on the filler 5, a through hole penetrating the PC steel wire 41 is opened in the direction of the center axis of the tunnel.
The PC hole 41 is pulled inward through the PC steel wire 41 and tension is applied by the jack 42. (Fig. 10)
Accordingly, a support plate that takes out the reaction force of the slanted hole of the steel wire 41 and the jack 42 is attached to the segment 4 of the tension portion.
Concrete is cast in front of the segment 4 integrated in tension, and the face wall 7 is constructed, and the surroundings are filled with a filler to finish construction of the tunnel end after the shield machine is removed. (Fig. 11)
[0015]
【The invention's effect】
Since the present invention is as described above, the following effects can be achieved.
<I> After building a dead end shield tunnel, the shield machine can be removed without cutting and dismantling. Furthermore, reassembly can be easily performed. Therefore, a series of operations from removal, movement, and reassembly of the shield machine can be performed in a short time.
<B> Although it is a work in a narrow space called a shield tunnel, it is highly safe because everything can be done mechanically.
<C> No need to cut using thermal power. Therefore, no distortion occurs in the shield machine, and even when reassembling, there is no error in accuracy and an efficient assembling operation can be performed.
<D> Compared with the method of cutting the shield machine and transporting it as a part, there is no part loading work, and the moving work is simple and safe.
<E> It can be used as a shield machine with at least two different outer diameters.
<F> In addition to the configuration of the present invention, a configuration in which the shield machine is divided into a plurality of units is also conceivable. However, the configuration of the present invention has a small number of divisions, and as a result, has a good water-stopping property and is easy to manufacture and assemble.
Moreover, in the structure of this invention, since the division body 1 of a corner part is drawn in, the shape after shrinking | contracting also maintains the rectangle, and conveyance is easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of an embodiment of a shield machine according to the present invention.
FIG. 2 is a front view thereof.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a contracted state.
FIG. 4 is a front view after contraction.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a construction state.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a construction state.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a construction state.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a construction state.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a construction state.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a construction state.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a construction state.

Claims

In a shield machine with a rectangular cross section,
The shield machine is a surface parallel to the direction of excavation,
And by two planes parallel to each other,
Divided into 4 parts including each corner and configured as a divided body,
Shield machine.

On one of the dividing surfaces of the divided body, a groove is engraved in a direction perpendicular to the digging direction of the shield machine,
The dividing surface of the divided body on the side in contact with the groove is configured by providing a sliding body that can move in the groove.
The shield machine according to claim 1.

In the divided body that constitutes the bottom of the shield machine,
Constructed with wheels on the bottom so that it can enter and exit freely.
The shield machine according to claim 1.

Using the shield machine according to claim 1,
Digging a shield machine with a combination of four parts,
Build a shield tunnel by assembling segments on the trail,
Then push the shield machine forward from the shield tunnel,
The division body of the position where the shield machine is opposed is stored inside the shield machine,
Configure the shield machine with a reduced outer shape with the remaining divisions,
Move the reduced shield machine through the shield tunnel,
Use it again as a shield machine at other locations,
How to build a shield tunnel.

Use the shield machine according to claim 1,
Digging a shield machine with a combination of four parts,
Build a shield tunnel by assembling segments on the trail,
Then push the shield machine forward from the shield tunnel,
The division body of the position where the shield machine is opposed is stored inside the shield machine,
Configure the shield machine with a reduced outer shape with the remaining divisions,
Move and remove the reduced shield machine through the shield tunnel,
Fill the bottom of the space after removal with filler,
Assemble and build segments on it,
How to build a shield tunnel.