JP4290311B2

JP4290311B2 - 既設トンネルの埋め戻し用シールド掘削機

Info

Publication number: JP4290311B2
Application number: JP2000095615A
Authority: JP
Inventors: 勝之植松; 憲治鈴木; 潤治小野
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: JP2001280100A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、古い下水道管等の既設トンネルを埋め戻しするためのシールド掘削機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下に新設のトンネルを施工する場合、その計画線上に老朽化した不使用の下水道管等の既設トンネルが存在していると、新設トンネルの施工の妨げになる。このため、予め、既設トンネルを撤去し、その撤去後を土砂により元通りに埋め戻しておくことが望ましく、このような既設トンネルの埋め戻し方法として、例えば、特公平５−５９２４０号公報に記載された方法が開発されている。
【０００３】
上記埋め戻し方法を実施する装置は、既設トンネルよりも大径のシールドの前端部内周面に既設トンネルの外周地盤を掘削するカッタを配設すると共にシールドの長さ方向の中央部に固着している隔壁の後面に複数本のジャッキを装着してこのジャッキによりシールドの後端部内に配設した受圧板を前後方向に移動させるようにし、前方側から受圧板を貫通して該受圧板の後方の間隙部に埋め戻し用土砂を搬送するように構成している。
【０００４】
そして、この装置により既設トンネルの埋め戻しを行うには、まず、受圧板の後方側の埋め戻し土砂に該受圧板を押接させた状態にしてジャッキを伸長させることにより、埋め戻し土砂に反力をとってシールドを前進させながらカッタにより既設トンネルの外周地盤を掘削し、一定長さ掘進後、シールドを停止させてシールドの前端部内に突入している既設トンネルの後端部を一定長さだけ撤去すると共にジャッキを収縮させて埋め戻し土砂と受圧板との間に隙間を形成し、この隙間に土砂を投入することにより該隙間を埋め戻したのち、再びジャッキを伸長させて新たに埋め戻した上記土砂に押接させることによりシールドを一定長掘進させる作業を繰り返して既設トンネル跡の埋め戻しを行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記埋め戻し方法によれば、受圧板を埋め戻し土砂に押接させることにより、シールドの掘進反力を埋め戻し土砂に支持させながらシールドを掘進させているので、掘進中には埋め戻し土砂の供給を行うことができず、シールドの停止中に行わなければならないから、埋め戻し作業の時間帯が制限されて能率が低下するばかりでなく、既設トンネルの撤去作業と輻輳することになって作業の円滑性を阻害するという問題点がある。
【０００６】
さらに、シールドの掘進時において受圧板に作用する反力により、シールドの後方側の隙間に投入した埋め戻し土砂を締め固めるものであるから、埋め戻し土砂の締め固め度を調整することができないために弛緩部分が生じる虞れがあると共にシールドによる一定長の掘進毎に受圧板の後方部に形成される隙間に埋め戻し土砂を投入したのち締め固めるので、先に締め固めた土砂層部分と次に締め固めた土砂層部分とが一体化することなく不連続状態となって均質な埋め戻しが行えないという問題点がある。また、掘進中にカッタが欠損したり磨損しても取り替えができないために、埋め戻し作業に支障をきたすことになる。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、既設トンネルの外周地盤の掘削と土砂の埋め戻しとを同時に平行して施工し得るようにすると共に、埋め戻した土砂の締め固め度を調整可能にし且つ全長に亘って連続した埋め戻し土砂層を形成でき、また、埋め戻し中における掘削手段の取り替えを可能にすると共にトンネル外周地盤の掘削土砂を埋め戻し土砂の一部として使用して既設トンネルの埋め戻しを能率よく行えるようにした既設トンネルの埋め戻し用シールド掘削機を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の既設トンネルの埋め戻し用シールド掘削機は、請求項１に記載したように、既設トンネルの後端部を内包し且つ該既設トンネルの後端部外周地盤を掘削する掘削手段を配設してなる前胴と、この前胴の後部内周面に前部外周面を前後方向に摺動自在に嵌入させている後胴と、この後胴の長さ方向の中間部に装着されていて上記掘削手段によって掘削された壁面に接離自在に圧着するグリッパと、このグリッパの後方における上記後胴の後端部内に該後胴の後端開口部を閉塞した状態で配設され且つその外周面を後胴の後端部内周面に前後方向に移動可能に摺接させている可動土留壁と、上記前胴と後胴とを伸縮自在に連結したスライド手段と、上記可動土留壁を前後方向に移動させる調整ジャッキと、上記可動土留壁の前方側から該可動土留壁の後方側の土砂埋め戻し部分に土砂を送給する手段とから構成している。
【０００９】
上記既設トンネルの埋め戻し用シールド掘削機において、請求項２に係る発明は、シールド掘削機の前胴を外筒と内筒との二重筒から形成し、これらの内外筒間のリング状間隙部に複数本のスクリューオーガを円周方向に並列して掘削手段を構成していることを特徴としている。
【００１０】
さらに、請求項３に係る発明は、掘削手段を構成している上記複数本のスクリューオーガを上記リング状感間隙部に対して単独的に前後動可能で且つ後方に抜き取り可能にしていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、可動土留壁の前方から後方側への土砂の送給手段を、既設トンネル内を通じて供給される土砂と共に配管を通じて掘削土砂を土砂送給ポンプにより可動土留壁の後方側に圧送するように構成していることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に係る発明は、既設トンネルに対する前胴部の支持手段であって、既設トンネル内に反力台を配設し、この反力台に設けているグリッパ部材を既設トンネルの内周面に圧着させると共に該反力台の後端部を前胴に固着している隔壁に着脱自在に連結して前胴部を既設トンネルに支持するように構成していることを特徴としている。
【００１３】
【作用及び効果】
シールド掘削機の後胴に設けているグリッパを伸長させて後胴外周側の掘削地盤に圧着させることにより該掘削地盤にシールド掘削機の掘進反力を支持させると共に、後胴の後端部内に配設している可動土留壁を調整ジャッキにより所定の押圧力でもって既に埋め戻している後方の土砂に押接させる。この状態にしてスライドジャッキを伸長させると、後胴に対して既設トンネルの後端部外周面を被覆している前胴が掘削地盤に反力をとって前進し、該前胴に配設している掘削手段により既設トンネルの外周地盤が掘削される。一方、可動土留壁の後方側に機内側から埋め戻し土砂を送給すると共にその送給量に応じて調整ジャッキを収縮させることにより可動土留壁を後退させ、さらに、埋め戻し土砂の送給中に、或いは一定量の埋め戻し土砂の送給後に該調整ジャッキを伸縮させることによって埋め戻し土砂の締め固めを行う。
【００１４】
このように、後胴側に設けているグリッパを介して掘削地盤に前胴側の掘進反力を支持させながら掘削手段によって既設トンネルの外周地盤を掘削する一方、後胴部の後端部に配設している可動土留壁を埋め戻し土砂の送給量に応じて調整ジャッキにより後退させながら埋め戻しを行うものであるから、既設トンネルの外周地盤の掘進と同時に土砂による埋め戻しが行えると共に、掘削作業の停止中においても可動土留壁を調整ジャッキにより単独的に作動させて土砂の埋め戻し作業及び埋め戻し土砂の締め固め作業を行うことができ、従って、埋め戻し作業が能率よく行うことができると共に所定の締め固め度でもって均一に圧密された埋め戻し土砂層を連続的に得ることができる。
【００１５】
さらに、スライドジャッキの伸長によって前胴を前進させながら掘削手段により既設トンネルの外周地盤を一定長、掘削すると、次に、掘削地盤に対するグリッパの圧着を解いたのち、スライドジャッキを収縮させることによって後胴を前胴側に一定量だけ前進移動させる。
【００１６】
一方、可動土留壁はこの後胴の前進移動量に応じて調整ジャッキを伸長させることにより埋め戻し土砂に一定の押圧力でもって押接させておくものであり、従って、埋め戻し土砂を後胴の前進時においても常に一定の締め固め状態に保持することができると共に、埋め戻し土砂の送給及び締め固め作業も可能となって、埋め戻し作業が既設トンネルの外周地盤の掘削や掘削停止時等の時間帯に左右されることなく能率よく行うことができる。
【００１７】
前胴を既設トンネルの内周面に固定して停止させている間に、前胴の前進時に該前胴内に相対的に進入した既設トンネルの後端部を一定長だけ解体又は破砕して既設トンネル内を通じて撤去し、撤去後、既設トンネルに対する前胴の固定を解くと共にグリッパを掘削地盤に圧着させて後胴を固定し、再び、上記同様にスライドジャッキを伸長させて後胴に対し前胴を前進させながら掘削手段によって既設トンネルの外周地盤を掘進する一方、埋め戻し土砂を可動土留壁の後方側に送給し、その送給量に応じて可動土留壁を調整ジャッキにより後退させると共に適当に前後方向に微動させることにより締め固めを行う。
【００１８】
また、請求項２に係る発明によれば、シールド掘削機の上記前胴を外筒と内筒との二重筒から形成し、これらの内外筒間によって形成されたリング状間隙部に複数本のスクリューオーガを円周方向に並列して掘削手段を構成しているので、各スクリューオーガの掘削速度や土砂の取り込みを単独的に制御することができてシールド掘削機の方向制御が容易に行えるものである。
【００１９】
さらに、請求項３に係る発明によれば、上記全てのスクリューオーガを単独的に前後動可能で且つリング状間隙部から後方に抜き取り可能に構成しているので、既設トンネルの外周地盤の地質状態に応じて部分的に先掘り等が行えてシールド掘削機を円滑に且つ能率よく掘進させることができると共に上述した方向制御が正確に行うことができ、その上、掘削中にスクリューオーガのビットが欠損或いは磨損した場合には、そのスクリューオーガのみを後方に抜き取ってビットの補修又は取り替えを行うことができ、従って、常に正常にして効率のよい掘削が行えて長距離の埋め戻し施工が可能となるものである。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、上記可動土留壁の前方から後方側への土砂の送給手段を、既設トンネル内を通じて供給される土砂と共に配管を通じて掘削土砂を土砂送給ポンプにより可動土留壁の後方側に圧送するように構成しているので、掘削された既設トンネルの外周地盤を埋め戻し土砂の一部として使用することができると共に埋め戻し土砂の改良を行うことができて最適な埋め戻し層の施工が可能となる。
【００２１】
また、請求項５に係る発明によれば、既設トンネルに対する上記前胴部の支持手段として、既設トンネル内に反力台を配設し、この反力台に設けているグリッパ部材を既設トンネルの内周面に圧着させると共に該反力台の後端部を前胴に固着している隔壁に着脱自在に連結して前胴部を既設トンネルに支持するように構成しているので、前胴部を強固に固定することができ、この状態にしてスライドジャッキを収縮させることによって後胴を確実に前胴側に引き寄せることができると共に作業台車を用いて既設トンネルの後端部の撤去作業が円滑に行うことができるものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１は地中に埋設されている老朽化した下水道管等の既設トンネルＴの埋め戻し用シールド掘削機Ａを示すもので、このシールド掘削機Ａは前胴１と後胴２とをスライド手段を構成しているスライドジャッキ３により互いに伸縮自在に連結し、前胴１に既設トンネルＴの外周地盤の掘削手段４を配設している一方、後胴２に該後胴２の外周面が接している掘削地盤Ｂに圧着させるグリッパ５と該後胴２の後端開口部を閉塞した可動土留壁６とを設けてあり、さらに、この可動土留壁６の前方側から該可動土留壁６の後方側に埋め戻し土砂Ｃを送給するための土砂送給手段７と上記既設トンネルＴの内周面に上記前胴１を支持させるための支持手段８とを設けている。
【００２３】
上記シールド掘削機Ａの構造をさらに詳しく説明すると、前胴１は図１、図２に示すように、その前半部を外筒1aと既設トンネルＴよりも大径の内筒1bとの二重筒構造としてこれらの内外筒間によって形成されているリング状間隙部10内に上記掘削手段４が配設されている。なお、外筒1aはその後半部を前半部と同一径でもって後方に延設して前胴１の本体部を形成しているものである。また、内筒1bの前部内周面に既設トンネルＴの外周面に摺接させたシール材11を装着していると共に前端部内周面に既設トンネルＴの外周土砂を掘削手段４の前端開口部側に掻き入れるスクレーパ12を装着している。
【００２４】
前胴１における上記外筒1aの後部内周面に上記後胴２の前部外周面を前後方向に摺動自在に嵌入させていると共に、外筒1aの後部内周面に周方向に所定間隔毎に上記スライドジャッキ３を複数本（図においては１本のみ示す）配設してこれらのスライドジャッキ３の両端を前胴１における外筒1aの後部と後胴２の前部とに連結している。
【００２５】
前胴１の内外筒間によって形成された上記リング状間隙部10内に配設している掘削手段４は複数本のスクリューオーガ40を周方向に並列させてなるもので、これらのスクリューオーガ40は外殻を形成している円筒体41と、この円筒体41内の中心部に配設した回転中心軸42と、該回転中心軸42の外周に略全長に亘って一体に設けている螺旋羽根43と、円筒体41の前端から突出した回転中心軸42の先端に固着している拡縮可能なカッタヘッド44と、回転中心軸42の後端に連結してこの回転中心軸42を回転駆動する駆動モータ45とから構成されている。
【００２６】
上記各スクリューオーガ40は単独的にリング状間隙部10内に後方側から挿入、抜き取り可能に配設され、且つ円筒体41をリング状間隙部10内に固定させた状態で図３に示すように、駆動モータ45を前後方向に移動させることにより、回転中心軸42をその軸芯方向に移動させて先端のカッタヘッド44の円筒体41からの突出長を変化させるように構成している。
【００２７】
さらに、スクリューオーガ40は２本１組として互いにそのカッタヘッド44を前後にずらして正面からみた場合、その一部が互いに重複するように配設されていると共に各組のスクリューオーガ40、40における上記駆動モータ45、45を図４に示すように共通の取付板46に設置し、各取付板46と前胴１における内筒1bの後端部内周面に外周面を固着している環状部材13とを連結したジャッキ47を伸縮させることにより、駆動モータ45、45を前後方向に移動させて上述したように先端のカッタヘッド44、44の突出長を変化させるようにしている。
【００２８】
一方、上記後胴２の後端開口部を閉塞した可動土留壁６は、その前面側の後胴２内に対して後方側の埋め戻し土砂Ｃを仕切っているもので、その前面外周部と後胴２の前端部内周面とを円周方向に所定間隔毎に配設した数本（図１には１本だけ示している）の移動調整ジャッキ９によって連結してこれらの調整ジャッキ９を伸縮させることによりその外周面を後胴２の後端部内周面に摺接させた状態で前後方向に移動するように構成している。また、この可動土留壁６の前方部における後胴２の長さ方向の中間部に、周方向に所定間隔毎に後胴２の長さ方向に対して直交する方向に伸縮する数個の上記グリッパ５を装着している。
【００２９】
可動土留壁６の前方側から後方側に埋め戻し土砂を送給するための土砂送給手段７は、上記掘削手段４を構成している各スクリューオーガ40による掘削土砂を取り込む搬送スクリュー71と、この搬送スクリュー71の搬送終端部から搬出される掘削土砂を土砂送給ポンプ72の吸い込み側に送り込む管路73と、土砂送給ポンプ72の吐出口に一端を連結、連通させ且つ他端を可動土留壁６を貫通してこの可動土留壁６の後方側に開口させている土砂圧送配管74と、地上側から既設トンネルＴ内を通じて土砂圧送配管74内に土砂を供給する土砂供給管75とから構成している。
【００３０】
搬送スクリュー71は上記内筒1bの後端部内周面に固着した隔壁13の後面下端部から後方に向かって斜め上方にして設置されてあり、その前端開口部を上記環状部材13に形成している環状中空部13a の下端部内に臨ませていると共にこの中空部13a に上記全てのスクリューオーガ40の搬送終端部を連通させてスクリューオーガ40により掘削された土砂を中空部13a 内に投入し、搬送スクリュー71によって取り込ませるように構成している。なお、上記土砂送給ポンプ72は搬送スクリュー71と共に環状部材13の後方側に設置されている。
【００３１】
シールド掘削機Ａの前胴１を既設トンネルＴに支持させる支持手段８は図１、図２に示すように、既設トンネルＴ内に配設した作業台車80と、この作業台車80上に装着している左右一対のグリッパ部材81、81と、これらのグリッパ部材81、81の対向面間を連結してグリッパ部材81、81を左右方向に移動させるジャッキ82と、作業台車80の後端部から後方に向かって突設し且つ縦方向に連結孔84を設けている連結部材83と、この連結部材83に対向させて上記環状部材13に前方に向かって突設し且つ上記連結部材83の連結孔84と同一中心線上で合致可能な係止孔86を設けている係合部材85と、これらの連結孔84と係合孔86間に挿脱可能に挿通する連結ピン87（図５に示す）とから構成している。なお、作業台車80とグリッパ部材81とによって反力台を構成しているものであり、作業台車80は既設トンネルＴの底部に敷設しているレール14上を既設トンネルＴの長さ方向に走行するように構成している。
【００３２】
上記のように構成したシールド掘削機Ａを用いて既設トンネルＴの敷設跡、即ち、シールド掘削機Ａによる掘削跡に土砂による埋め戻しを行う埋め戻し施工方法を述べると、図１に示すように、シールド掘削機Ａの前胴１における内筒1bによって既設トンネルＴの後端部外周面を内包するように被覆してシール材11を既設トンネルＴの後端部外周面に摺接させると共にスライドジャッキ３を収縮させて後胴２を前胴１側に引き寄せ、且つグリッパ５を伸長させて掘削地盤Ｂに圧着させると共に可動土留壁６を調整ジャッキ９による押圧力でもって既に既設トンネルＴの敷設跡に埋め戻している埋め戻し土砂Ｃに押接させた状態において、スライドジャッキ３を伸長させると、グリッパ５が圧着した掘削地盤Ｂに推進反力をとって後胴２に対し、前胴１が既設トンネルＴの外周面に沿って前進する。なお、前胴１の前進時には作業台車80と前胴１との連結が解除されていて作業台車80は既設トンネルＴ内の適宜場所で待機している。
【００３３】
スライドジャッキ３の伸長により前胴１を前進させ且つその前進時にスクリューオーガ40の回転中心軸42を駆動モータ45によって回転させると、前胴１の前進に従って既設トンネルＴの外周地盤がスクリューオーガ40によって掘削され、掘削土砂は螺旋羽根43によって円筒体41内を後方に搬送され、その後端部から隔壁13の中空部13a 内に投入されて該中空部13a の下部に堆積し、この堆積した土砂は土砂搬送手段７の搬送スクリュー71によって該搬送スクリュー71の開口端部内に取り込まれて後方に搬送されたのち、管路73に排出されてこの管路73を通じて土砂送給ポンプ72に吸引され、土砂供給管75を通じて外部から供給される土砂と共に土砂圧送配管74を通じて可動土留壁６の後方側の埋め戻し土砂Ｃ内に送給される。
【００３４】
なお、土砂圧送配管74は可動土留壁６を前後方向に貫通させることなく、後胴２を貫通して該後胴２の外周面に沿って可動土留壁６の後方側に開口するように配設しておいてもよい。また、前胴１の前進時には内筒1bの前端内周面に突設しているスクレーパ12によって既設トンネルＴの外周土砂が掘削手段４の前端開口部側に掻き入れられるので、シールド掘削機Ａの円滑な推進と上記シール材11による止水性を向上させることができる。
【００３５】
土砂圧送配管74を通じて可動土留壁６の後方側に埋め戻し用土砂が送り込まれると、その土砂の送給量に応じて調整ジャッキ９を収縮させて可動土留壁６を後退させることにより該可動土留壁６の後面を常に一定の締め固め圧力でもって埋め戻し土砂Ｃに圧接させる。また、必要に応じて調整ジャッキ９を前後に微動させることにより、埋め戻し土砂層の締め固めを行う。なお、スクリューオーガ40によって掘削される土砂や地上から土砂供給管75を通じて送給される土砂は、適量のセメント等を添加することによって圧密状態に埋め戻した際に、その周囲の地盤の崩壊等を生じさせない土砂に改良されている。
【００３６】
また、スクリューオーガ40には図示していないがその回転中心軸42を中空にして該中空内部を通じて機内から地盤改良材を供給し、カッタヘッド44の先端から既設トンネルＴの外周地盤に泥水を注入することにより外周地盤を能率よく円滑に掘削し得るように構成している。
【００３７】
さらに、前胴１を推進させながらスクリューオーガ40によって掘進する際に、既設トンネルＴの後端部が屈曲している場合には、該既設トンネルＴの凸状屈曲面に対応している一部のスクリューオーガ40をジャッキ47の作動によって前方に移動させて先掘りさせながら、これらのスクリューオーガ40の後方側のスライドジャッキ３を他のスライドジャッキよりも僅かに大きく伸長させることによって、円滑且つ正確に前胴１を既設トンネルＴの屈曲面に沿う方向に方向制御することができる。また、スクリューオーガ40のカッタヘッド44の切削ビットが欠損したり磨損した場合には、該スクリューオーガ40の駆動モータ45を取付板46から取り外して後方に引くと、このスクリューオーガ40の円筒体41から上記カッタヘッド44を有する回転中心軸42を機内に引き抜くことができるので、切削ビットの補修や取り替えを行っった後、再び、回転中心軸42を円筒体41内に挿入し、駆動モータ45を取付板46に固定すればよい。
【００３８】
次に、前胴１の前進によって既設トンネルＴの外周地盤が一定長、掘削されると、図５に示すように、後胴２の外周の掘削地盤Ｂに対するグリッパ５の圧着を解くと共に前胴１の支持手段である反力台を構成している作業台車80を前胴１内にまで移動させてその後端連結部材83を前胴１の環状部材13に突設している係合部材85に合致させ、連結部材83に設けている連結孔84と係合部材85に設けている係合孔86との間に連結ピン87を挿入することにより前胴１と作業台車80とを一体に連結させ、さらに、作業台車80に一体に配設しているグリッパ部材81をジャッキ82により伸長させて既設トンネルＴの両側周面に圧着させることにより、前胴１を既設トンネルＴに強固に固定、支持させる。
【００３９】
この状態にしてスライドジャッキ３を収縮させると、後胴２は固定している前胴１側に引き寄せられて前進する。この前進量は掘削手段４によって掘削された長さに等しい量である。さらに、前胴１の前進移動量に同調して調整ジャッキ９を伸長させることにより、可動土留壁６を後方の埋め戻し土砂Ｃから離間させることなく常に該埋め戻し土砂Ｃを一定の押圧力でもって押圧させ、一定の締め固めを保持させる。また、後胴２の前進移動時や移動中、さらには移動停止後においても土砂送給手段７によって可動土留壁６の後方の埋め戻し土砂Ｃに新たな土砂を注入、充填してもよく、この場合には、新たな土砂の注入、充填による埋め戻し量に応じた量だけ調整ジャッキ９の伸長量を少なくして可動土留壁６による埋め戻し土砂Ｃの締め固め圧力を一定に維持する。
【００４０】
既設トンネルＴの後端部は上記前胴１の前進量に応じた長さだけ、この前胴１の内筒1b内に相対的に進入してあり、この後端部の撤去作業はシールド掘削機Ａによる掘削停止中に行われる。その作業は、作業台車80に立設している作業デッキ88を使用し、既設トンネルＴを形成しているセグメントＳを適宜な切断器具や破砕器具、を用いて破壊することにより分割、撤去するか、或いは、セグメント同士を連結しているボルトを切断、除去することによってセグメントＳを撤去し、既設トンネルＴ内を通じて外部に搬出、処理するものである。
【００４１】
こうして既設トンネルＴの後端部のセグメントＳを前胴１の前進量に応じた一定長さ部分だけ撤去する作業が終わると、作業台車80のグリッパ部材81を収縮させて既設トンネルＴの内周面に対する圧着を解くと共に前胴１の環状部材13に対する作業台車80の連結を解いて作業台車80を次の反力受けに供するまで既設トンネルＴ内の前方における適宜場所に待機させておき、再び、上記同様にしてグリッパ５を伸長させて掘削地盤Ｂに圧着させることにより後胴２を固定したのち、スクリューオーガ40を回転させながらスライドジャッキ３を伸長させて前胴１を前進させることにより既設トンネルＴの外周地盤を一定長、掘削し、掘削土砂を地上から送給される土砂と共に土砂圧送配管74を通じて可動土留壁６の後方側の埋め戻し土砂Ｃに供給すると共にその送給量に応じて可動土留壁を調整ジャッキにより後退させながら所定の押圧力でもって埋め戻し土砂Ｃを押圧する。なお、後胴２を前進させる方法としては、作業台車80に反力をとることなく、調整ジャッキ９を伸長して可動土留壁６を埋め戻し土砂Ｃに押圧させながらスライドジャッキ３を収縮させることによって行ってもよい。
【００４２】
このように、スライドジャッキ３を収縮させて後胴２を前胴１側に引き寄せたのち、グリッパ５を掘削地盤Ｂに圧着させて前胴１の推進反力を支持させる工程と、この工程後、スライドジャッキ３を伸長させて前胴１を前進させながら掘削手段４により既設トンネルＴの外周地盤を一定長、掘進する工程と、掘進後に作業台車80からなる支持手段８によって前胴１を既設トンネルＴに固定して既設トンネルＴに後胴２の引き寄せ反力を支持させるたのち、掘削地盤Ｂに対するグリッパの圧着を解いてスライドジャッキ３を収縮させることにより後胴２を前胴１側に引き寄せる工程と、作業台車80を利用して既設トンネルＴを形成しているセグメントＳの後端部を前胴１内で一定長、撤去する工程と、セグメントＳの撤去後、作業台車80による前胴１の固定を解く工程と、掘削土砂を地上から供給される土砂と共に可動土留壁６の後方側の埋め戻し土砂Ｃに送給する工程とを繰り返し行い、これらの工程中において、シールド掘削機の停止時や掘削時に関係なく調整ジャッキ９により可動土留壁６を押圧して可動土留壁後方側の埋め戻し土砂Ｃを常時、所定の圧力でもって押圧して圧密状態に保持することを特徴とし、この構成によって上述したような顕著な作用効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】後胴を前胴側に引き寄せた状態の簡略縦断側面図、
【図２】その正面図、
【図３】スクリューオーガの縦断側面図、
【図４】スクリューオーガを駆動するモータ部分の簡略平面図、
【図５】前胴を前進させた状態の簡略縦断側面図。
【符号の説明】
Ａシールド掘削機
Ｂ掘削地盤
Ｃ埋め戻し土砂
Ｔ既設トンネル
１前胴
２後胴
３スライドジャッキ
４掘削手段
５グリッパ
６可動土留壁
７土砂送給手段
８支持手段
９調整ジャッキ
10 リング状隙間
13 隔壁
40 スクリューオーガ
80 作業台車

Claims

既設トンネルの後端部を内包し且つ該既設トンネルの後端部外周地盤を掘削する掘削手段を配設してなる前胴と、この前胴の後部内周面に前部外周面を前後方向に摺動自在に嵌入させている後胴と、この後胴の長さ方向の中間部に装着されていて上記掘削手段によって掘削された壁面に接離自在に圧着するグリッパと、このグリッパの後方における上記後胴の後端部内に該後胴の後端開口部を閉塞した状態で配設され且つその外周面を後胴の後端部内周面に前後方向に移動可能に摺接させている可動土留壁と、上記前胴と後胴とを伸縮自在に連結したスライド手段と、上記可動土留壁を前後方向に移動させる調整ジャッキと、上記可動土留壁の前方側から該可動土留壁の後方側の土砂埋め戻し部分に土砂を送給する手段とを備えていることを特徴とする既設トンネルの埋め戻し用シールド掘削機。
前胴は外筒と内筒との二重筒からなり、これらの内外筒間によって形成されたリング状間隙部に複数本のスクリューオーガを円周方向に並列して掘削手段を構成していることを特徴とする請求項１に記載の既設トンネルの埋め戻し用シールド掘削機。
掘削手段を構成している複数本のスクリューオーガは、単独的に前後動可能で且つリング状間隙部から後方に抜き取り可能に構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の既設トンネルの埋め戻し用シールド掘削機。
可動土留壁の前方から後方側への土砂の送給手段は、既設トンネル内を通じて供給される土砂と共に配管を通じて掘削土砂を土砂送給ポンプにより可動土留壁の後方側に圧送するように構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の既設トンネルの埋め戻し用シールド掘削機。
既設トンネル内に反力台を配設し、この反力台に設けているグリッパ部材を既設トンネルの内周面に圧着させると共に該反力台の後端部を前胴に固着している隔壁に着脱自在に連結して前胴部を既設トンネルに支持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の既設トンネルの埋め戻し用シールド掘削機。