JP4221477B2 - シールド掘進機を推進開始位置に設置する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機を推進開始位置に設置する方法、より詳細には、シールド本体と、該シールド本体に取り付けられその後方へ伸びる軸部材とを有するシールド掘進機の設置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド掘進機は、該シールド掘進機によるトンネル掘削に際し、発進用の立て坑内の推進開始位置に設置される。
【０００３】
立て坑内に設置されたシールド掘進機は、その後、立て坑の坑壁を反力支持体とする複数の元押しジャッキの作動により立て坑内から地中に推進され、推進の間、トンネルを掘削する。
【０００４】
シールド掘進機の後方には前記トンネルの壁面を覆工するための複数のセグメントリングが組み立てられる。シールド掘進機は、セグメントリングの組立後、シールド本体内に組み込まれた複数のシールドジャッキを作動により、セグメントリングを反力支持体として、推進される。
【０００５】
ところで、シールド本体は、比較的長いストロークを有する長尺のシールドジャッキを保持する必要から、比較的長い長さ寸法を有するため、前記シールド掘進機の推進に際し、大きい推進動力を必要とし、また、推進方向の制御が困難である等の欠点があった。
【０００６】
本出願人は、これらの欠点を解消し得るシールド掘進機として、先に、長さ寸法の短いシールド本体を採用可能である新たなシールド掘進機を提案した。
【０００７】
このシールド掘進機は、シールド本体と、該シールド本体に取り付けられその後方へ伸びる軸部材とを備え、これによれば、シールド掘進機に推力を付与するためのシールドジャッキを前記軸部材に保持することができ、また、前記軸部材で方向制御を行うことができる。
【０００８】
しかし、その反面、このシールド掘進機は軸部材を有するために全長が長く、全長の短いシールド掘進機が設置される通常の立て坑への設置ができず、より大きい特別な立て坑の構築を必要とする。しかし、これには、多大の労力、時間および費用を要する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、通常の立て坑よりも大きい特別な立て坑を構築することなく、全長の長いシールド掘進機をその推進開始位置に設置する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シールド本体と、該シールド本体に取り付けられ該シールド本体の後方へ伸びる軸部材とを備えるシールド掘進機を推進開始位置に設置する方法に関し、予め設けられた立て坑内に、前記軸部材の一部を含む前記シールド掘進機を配置した後、シールド掘進機の軸部材の一部に推力を付与し、これにより前記シールド掘進機を前記立て坑から地中へ推進し、推進の間またはその後に前記シールド掘進機の軸部材の一部に残りの一部を継ぎ足すことを含む。
【００１１】
前記シールド掘進機の推進により掘削されたトンネルの壁面を複数のセグメントリングで覆工し、その後、さらに、管部材をこれが前記シールド掘進機の軸部材の周囲を該軸部材から間隔を置いて取り巻くように前記セグメントリングに保持し、前記管部材の保持に先立ちまたはその後に前記管部材を反力支持体として前記シールド掘進機に推力を付与するための複数のシールドジャッキを前記シールド掘進機の軸部材に取り付けることができる。
【００１２】
【発明の作用および効果】
本発明によれば、本来の長さ寸法に満たない、軸部材の一部を含むシールド掘進機とすることにより該シールド掘進機を通常の立て坑内に配置し、次に、前記軸部材の一部に推力を付与して前記シールド掘進機を前記立て坑から地中へ推進することにより前記軸部材の残りの一部の配置用空間を確保し、該残りの一部を継ぎ足すことにより、通常の立て坑よりも大きい特別な発進立て坑を構築することなしに前記通常の立て坑を利用して、前記軸部材を有する全長の長いシールド掘進機をその推進開始位置に設置することができる。
【００１３】
前記推進開始位置に設置された前記シールド掘進機の推進のため、前記軸部材の残りの一部を継ぎ足す前に、推進された前記シールド掘進機が掘削したトンネルの壁面を複数のセグメントリングで覆工し、その後、管部材をこれが前記シールド掘進機の軸部材の周りにこれを取り巻くように前記セグメントリングに保持し、また、前記軸部材に複数のシールドジャッキを取り付ける。これによれば、前記シールドジャッキを作動させることにより、前記管部材を反力支持体として前記シールド掘進機に推力を与え、該シールド掘進機によるトンネル掘削を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、立て坑１０内に、トンネルを掘削するために用いられる、全長の長いシールド掘進機１２の一部が配置されている。
【００１５】
立て坑１０は、全長の短い通常のシールド掘進機（図示せず）を設置するために構築される発進立て坑と同じ大きさまたは規模を有する。図示の立て坑１０は、地中１４に構築されたコンクリート製の坑壁１６により規定されている。符号１８は、坑壁１６の構築のために該構築に先立ち地中１４に打ち込まれた１または複数の矢板を示す。
【００１６】
シールド掘進機１２は、筒状のシールド本体２０と、シールド本体２０の前部に回転可能に支承された回転カッタヘッド２２と、シールド本体２０の後部中央に取り付けられ、該シールド本体の後方へ伸びる軸部材２４（図３参照）とを備える。
【００１７】
シールド掘進機の軸部材２４は、シールド本体２０に固定された比較的短い長さ寸法を有する一部２６と、この一部に継ぎ足し可能である１または複数のピースからなる残りの一部２８（図３参照）とからなる。軸部材２４は、矩形、円形等の横断面形状を有する鋼製の管部材からなる。図示の例における残りの一部２８は複数のピースからなるが、図の煩雑をさけるため、これらのピースの境界を示す線の表示を省略した。
【００１８】
シールド掘進機１２は、以下のようにして、その推進開始位置に設置することができる。
【００１９】
まず、軸部材の一部２６を有するシールド掘進機１２、すなわち軸部材の残りの一部２８を欠くシールド掘進機１２を立て坑１０内、より詳細には立て坑１０の底部上に推進予定方向へ向けて配置する。
【００２０】
軸部材の一部２８を欠くこのシールド掘進機１２の立て坑内への配置のため、このシールド掘進機の全長（軸線方向長さ）は、立て坑１０の大きさ（すなわち、立て坑１０が円形の横断面形状を有するときは該円の直径であり、また、矩形の横断面形状を有するときは、前記矩形のいずれかの一辺の長さである。）より小さいものに設定されている。
【００２１】
次に、シールド掘進機の軸部材の一部２６と坑壁１６との間に、軸部材の一部２６に接するブロック３０に配置し、また、坑壁１６に接する仮の支保工３２を配置し、さらに、ブロック３０と仮の支保工３２との間に複数の液圧ジャッキ３４を水平に配置する。
【００２２】
その後、複数の液圧ジャッキ３４の伸縮動作およびブロック３０の継ぎ足しを繰り返す。この間、好ましくは、シールド掘進機の軸部材の一部２６に１または複数の前記ピースを継ぎ足し、残りの一部２８の一部分３５を形成する。したがって、この場合には、ブロック３０は一部分３５と液圧ジャッキ３４との間において継ぎ足される。これにより、坑壁１６を反力支持体としてシールド掘進機１２に推力を付与し、シールド掘進機１２を、立て坑１０内から、坑壁１６および矢板１８に設けられた開口３６を通して、地中１４に推進する（図１および図２）。
【００２３】
地中１４への推進の間、シールド掘進機の回転カッタヘッド２２を回転作動させ、地中１４にトンネル３８を掘削する。トンネル３８の掘削の間、シールド掘進機１２の後方にトンネル３８の壁面を覆う複数のセグメントリング４０を組み立てる。また、トンネル３８の掘削の間におけるシールド掘進機１２の推進方向は、シールド本体２０内に該本体の軸線と平行に配置された、ストロークの小さい複数の補助ジャッキ４４を伸縮動作させることにより、制御することができる。
【００２４】
好ましくは、シールド掘進機１２の推進の間、その後方の立て坑１０内に複数の仮設のセグメントリング４２を組み立てる。両セグメントリング４０，４２は、それぞれ、環状に組み合わされた複数のセグメントからなり、互いに連通している。
【００２５】
その後、さらに、液圧ジャッキ３４の収縮動作、ブロック３０の継ぎ足し、および軸部材２４の他の一部を構成する前記ピースの継ぎ足しを行い、シールド掘進機１２の地中推進および該シールド掘進機によるトンネル３８の掘削を進める。これにより、一部２６と残りの一部２８とからなる完全な状態の軸部材２４を含むシールド掘進機１２の全体（全長）を収容可能の長さを有するトンネル３８を形成する。
【００２６】
図示の例では、このトンネル３８が形成されるときまたは形成の直前に、前記ピースを継ぎ足してなる軸部材の残りの一部２８が完成する。この例に代えて、トンネル３８の形成後に軸部材２４の残りの一部２８を完成させてもよい。その結果、シールド掘進機１２の全体がトンネル３８内においてその推進開始位置に設置される。
【００２７】
トンネル３８の形成後、シールド掘進機１２の作動を停止する。また、立て坑１０内のブロック３０、仮の支保工３２および仮設セグメントリング４２を撤去する。
【００２８】
前記推進開始位置からのシールド掘進機１２によるトンネル掘削を行うため、管部材４６をこれがシールド掘進機の軸部材２４、例えばその一部２８の周囲を該一部から間隔を置いて取り巻くようにセグメントリング４０に保持する。
【００２９】
図示の軸部材２４および管部材４６はいずれも矩形の横断面形状を有し、これらの互いに相対する一対の平坦面がそれぞれ上方および下方に向けられている。
【００３０】
管部材４６の前記平坦面と複数のセグメントリング４０との間には、各平坦面に接しかつ上下方向へ伸びる複数の液圧ジャッキ４８が管部材２４の軸線方向へ互いに間隔を置いて配置され、また、各液圧ジャッキ４８とセグメントリング４０の頂底各面とに接するブロック状のスプレッダ５０が配置されている。
【００３１】
前記軸線方向に関して互いに隣接する両スプレッダ５０は互いに連結されており、また、各液圧ジャッキ４８が伸長され、この伸長状態が維持されている。これにより、上下２列の複数のスプレッダ５０がそれぞれセグメントリング４０の頂底両面に強く押し付けられ、また、上下２列の複数の液圧ジャッキ４８により管部材４６が挟持される。その結果、管部材４６が複数のセグメントリング４０に保持されている。
【００３２】
管部材４６を保持する前または保持した後、管部材４６の前方において、軸部材２４の両側方に複数のシールドジャッキ５２を配置する。例えば、軸部材２４の両側面にそれぞれ一対のブラケット５４を設けておき、各ブラケット５４に複数（図示の例では３つ）のシールドジャッキ５２の一端部を枢着し、これらの他端部を管部材４６の管端に当接させる。
【００３３】
これによれば、シールドジャッキ５２を伸長動作させることにより、管部材４６を反力支持体として、シールド掘進機１２を推進させることができる。シールドジャッキ５２の１ストローク分の推進後、収縮させたシールドジャッキ５２と管部材４６との間に、立て坑１０内で使用したブロック３０と同様のブロック（図示せず）を配置して、シールドジャッキ５２を再度伸長動作させることにより、シールド掘進機１２をさらに前方へ押し出すことができる。これに従って、シールド掘進機１２の軸部材２４が管部材４６から次第に抜け出る。
【００３４】
管部材４６は、シールド掘進機１２のさらなる推進のため、液圧ジャッキ４８を収縮させて前方に移し替えた後、前記したと同様にして、再度、複数のセグメントリング４０に保持することができる。完全な状態の軸部材２４を有するシールド掘進機１２の推進は、前記管部材を使用しない他の方法によっても行うことができる。
【００３５】
シールドジャッキ５２により推進されるシールド掘進機１２の方向修正（方向制御）は、その軸部材２４の自由端を液圧ジャッキ（図示せず）のような動力手段を用いて上下方向または水平方向へ移動させることにより、行うことができる。
【００３６】
なお、立て坑１０内に液圧ジャッキ３４を配置することに代えて、軸部材の一部２６の両側部に、それぞれ、図３に示すと同様の一対のブラケット５４およびこれに枢着された複数のシールドジャッキ５２を配置し、これらのシールドジャッキ５２と仮の支保工３２との間に１または複数のブロック３０を配置し、シールドジャッキ５２を伸長動作させることにより、シールド掘進機の軸部材の一部２６に推力を付与し、立て坑１０から、軸部材の一部２６を有する前記シールド掘進機を推進することができる。シールド掘進機１２のその後の推進はブロック３０を継ぎ足して行うことができる。したがって、この例では、軸部材の残りの一部２８は、軸部材の一部２６を有するシールド掘進機１２を前記推進開始位置まで推進した後、軸部材の一部に継ぎ足す。
【図面の簡単な説明】
【図１】軸部材の一部を含むシールド掘進機を配置した後、これを地中に推進した状態における立て坑の縦断面図である。
【図２】軸部材の残りの一部を部分的に継ぎ足しながらシールド掘進機をさらに推進した状態における立て坑の縦断面図である。
【図３】シールド掘進機がその推進開始位置に設置された状態における立て坑の縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 立て坑
１２ シールド掘進機
２０，２２，２４ シールド掘進機のシールド本体、回転カッタヘッドおよび軸部材
２６，２８ 軸部材の一部および残りの一部
３４、４８ 液圧ジャッキ
３８ トンネル
４０ セグメントリング
４６ 管部材
５２ シールドジャッキ

Claims (2)

1. シールド本体と、該シールド本体に取り付けられ該シールド本体の後方へ伸びる軸部材とを備えるシールド掘進機を推進開始位置に設置する方法であって、予め設けられた立て坑内に、前記軸部材の一部を含む前記シールド掘進機を配置すること、前記シールド掘進機の軸部材の一部に推力を付与し、これにより前記シールド掘進機を前記立て坑から地中へ推進すること、前記シールド掘進機の推進の間またはその後に前記シールド掘進機の軸部材の一部に残りの一部を継ぎ足すことを含む、シールド掘進機の設置方法。
2. 前記シールド掘進機の推進により掘削されたトンネルの壁面を複数のセグメントリングで覆工し、その後、管部材をこれが前記シールド掘進機の軸部材の周囲を該軸部材から間隔を置いて取り巻くように前記セグメントリングに保持し、前記管部材の保持に先立ちまたはその後に前記管部材を反力支持体として前記シールド掘進機に推力を付与するための複数のシールドジャッキを前記シールド掘進機の軸部材に取り付けることを含む、請求項１に記載の方法。

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