JP6325820B2 - Shield tunneling segment assembly simultaneous construction method - Google Patents

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本発明は、シールド掘削機の掘進方向を制御するようにしたシールド掘進セグメント組立同時施工法に関する。   The present invention relates to a shield excavation segment assembly simultaneous construction method in which the excavation direction of a shield excavator is controlled.

一般に、シールド掘削機においては、掘削機本体の前部に設けられたカッタによって、前方の地山を掘削しながら、その掘削土砂を取り込んで後方に搬送すると共に、掘削機本体の後部において、セグメントを順次組み立てることにより、トンネルを構築することが可能となっている。このとき、シールド掘削機の掘進は、推進ジャッキの伸縮によって既設セグメントから推進反力を得ることにより行われており、セグメントの組み立ては、エレクタ装置の駆動によって行われている。   Generally, in a shield excavator, while excavating a natural ground in front by a cutter provided at the front part of the excavator body, the excavated soil is taken in and conveyed backward, and a segment is formed at the rear part of the excavator body. It is possible to build a tunnel by sequentially assembling. At this time, the excavation of the shield excavator is performed by obtaining a propulsion reaction force from the existing segment by expansion and contraction of the propulsion jack, and the assembly of the segment is performed by driving the erector apparatus.

また、シールド掘削機においては、そのシールド掘進とセグメントの組み立てとを、交互に繰り返し行っていたため、効率が悪く、トンネル施工期間が非常に長くなるという問題を有していた。   Further, in the shield excavator, the shield excavation and the assembly of the segments are alternately repeated, so that the efficiency is low and the tunnel construction period is very long.

そこで、近年、トンネル施工期間の短縮化を図ることを目的として、シールド掘進とセグメントの組み立てとを同時に並行して行うことができるシールド掘削機が提供されている。そして、このような、シールド掘削機については、例えば、特許文献1に開示されている。   Therefore, in recent years, for the purpose of shortening the tunnel construction period, a shield excavator capable of simultaneously performing shield excavation and segment assembly in parallel has been provided. Such a shield excavator is disclosed in Patent Document 1, for example.

特公平7−109158号公報Japanese Examined Patent Publication No. 7-109158

上記従来のシールド掘削機においては、セグメント組立位置に対応した推進ジャッキの短縮による推力バランスの不釣り合いを解消するため、セグメント組立位置に対応した推進ジャッキだけでなく、そのセグメント組立位置の点対称位置に配置された推進ジャッキにおいても、その圧力をOFF操作して、短縮させるようにしている。   In the above conventional shield excavator, not only the propulsion jack corresponding to the segment assembly position but also the point symmetrical position of the segment assembly position in order to eliminate the thrust balance imbalance due to the shortening of the propulsion jack corresponding to the segment assembly position. Also in the propulsion jack arranged at, the pressure is turned OFF to shorten it.

また、上記従来のシールド掘削機を曲進させる場合には、セグメント組立位置に対応した推進ジャッキや、そのセグメント組立位置の点対称位置に配置された推進ジャッキだけでなく、更に、曲進方向内側に配置された推進ジャッキにおいても、その圧力をOFF操作して、短縮させる必要がある。   When the conventional shield excavator is bent, not only the propulsion jack corresponding to the segment assembly position and the propulsion jack arranged at the point symmetrical position of the segment assembly position, Even in the propulsion jack arranged at, it is necessary to shorten the pressure by turning off the pressure.

しかしながら、上述したように、曲進方向内側に配置された推進ジャッキについても短縮させると、推進ジャッキの総数量のうち、掘進用に伸長する推進ジャッキの数量が激減してしまう。これにより、シールド掘削機を曲進させるために必要な推力が不足するおそれがある。即ち、シールド掘削機の掘進方向を、推進ジャッキにおける圧力のON/OFF操作のみで制御しようとすると、シールド掘削機を、意図する方向に掘進させることができないおそれがある。   However, as described above, if the propulsion jacks arranged on the inner side in the bending direction are shortened, the number of propulsion jacks extending for excavation out of the total number of propulsion jacks is drastically reduced. Thereby, there exists a possibility that the thrust required in order to advance a shield excavator may be insufficient. That is, if it is attempted to control the digging direction of the shield excavator only by ON / OFF operation of the pressure in the propulsion jack, the shield excavator may not be able to dig in the intended direction.

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、シールド掘削機を曲進させる際に必要な推力を十分に確保して、シールド掘削機の掘進方向を高精度に制御することができるシールド掘進セグメント組立同時施工法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention solves the above-described problem, and can sufficiently secure a thrust necessary for bending the shield excavator and can control the excavation direction of the shield excavator with high accuracy. The purpose is to provide a method for simultaneous assembly of excavation segments.

上記課題を解決する第1の発明に係るシールド掘進セグメント組立同時施工法は、
シールド掘削機を、その周方向に沿うように設けた多数の推進ジャッキにおける最大圧力による伸長によって掘進させると同時に、前記推進ジャッキの後方において、セグメントを組み立てる際に、
セグメント組立位置に対応した推進ジャッキの圧力と、前記シールド掘削機の掘削機中心を中心として前記セグメント組立位置の点対称位置に配置された推進ジャッキの圧力とを、それぞれゼロにすることによって、それら前記推進ジャッキの伸長を禁止して、前記シールド掘削機の掘進方向を制御するようにしたシールド掘進セグメント組立同時施工法において、
前記セグメント組立位置に対応した前記推進ジャッキ及び前記シールド掘削機の掘削機中心を中心として前記セグメント組立位置の点対称位置に配置された前記推進ジャッキ以外の全ての推進ジャッキのうち、鉛直方向上側に配置された推進ジャッキと、曲進方向内側に配置された推進ジャッキとを、それぞれ低圧で既設のセグメントまで伸長させて、前記シールド掘削機を曲進させる
ことを特徴とする。
The shield excavation segment assembly simultaneous construction method according to the first invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
When assembling the segment at the rear of the propulsion jack, the shield excavator is excavated by extension by the maximum pressure in a number of propulsion jacks provided along the circumferential direction.
By setting the pressure of the propulsion jack corresponding to the segment assembly position and the pressure of the propulsion jack arranged at the point symmetrical position of the segment assembly position around the excavator center of the shield excavator to zero, respectively In the shield excavation segment assembly simultaneous construction method in which the extension of the propulsion jack is prohibited and the excavation direction of the shield excavator is controlled.
Of all the propulsion jacks other than the propulsion jacks arranged at point symmetry positions of the segment assembly position with the propulsion jack corresponding to the segment assembly position and the excavator center of the shield excavator as the center, on the upper side in the vertical direction A propulsion jack arranged and a propulsion jack arranged inside the bending direction are each extended to an existing segment at a low pressure, and the shield excavator is bent.

上記課題を解決する第2の発明に係るシールド掘進セグメント組立同時施工法は、
前記セグメント組立位置に対応した前記推進ジャッキ、または、前記シールド掘削機の掘削機中心を中心として前記セグメント組立位置の点対称位置に配置された前記推進ジャッキが、曲進方向内側に配置された推進ジャッキとなる場合には、
前記セグメント組立位置に対応した前記推進ジャッキ、または、前記シールド掘削機の掘削機中心を中心として前記セグメント組立位置の点対称位置に配置された前記推進ジャッキの左右両側に隣接した推進ジャッキを、それぞれ低圧で伸長させる
ことを特徴とする。
The shield tunneling segment assembly simultaneous construction method according to the second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
The propulsion jack corresponding to the segment assembly position or the propulsion jack disposed at a point-symmetrical position of the segment assembly position with the excavator center of the shield excavator as the center is disposed in the bending direction. When it becomes a jack,
The propulsion jacks corresponding to the segment assembly positions, or the propulsion jacks adjacent to the left and right sides of the propulsion jacks disposed at point symmetry positions of the segment assembly positions around the excavator center of the shield excavator , respectively. It is characterized by extending at low pressure.

上記課題を解決する第3の発明に係るシールド掘進セグメント組立同時施工法は、
前記シールド掘削機の掘削機中心を中心として前記セグメント組立位置の点対称位置に配置された前記推進ジャッキを、前記既設のセグメントまで伸長させて、当該セグメントに対してその推力を与えることなく接触させる
ことを特徴とする。
The shield tunneling segment assembly simultaneous construction method according to the third invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
The propulsion jack arranged at a point-symmetrical position of the segment assembly position with the excavator center of the shield excavator as the center is extended to the existing segment and brought into contact with the segment without applying its thrust. It is characterized by that.

従って、本発明に係るシールド掘進セグメント組立同時施工法によれば、鉛直方向上側に配置された推進ジャッキと、曲進方向内側に配置された推進ジャッキとを、低圧で伸長させて、シールド掘削機を曲進させることにより、そのシールド掘削機を曲進させる際に必要な推力を十分に確保することができるので、当該シールド掘削機の掘進方向を高精度に制御することができる。   Therefore, according to the shield excavation segment assembly simultaneous construction method according to the present invention, the propulsion jack disposed on the upper side in the vertical direction and the propulsion jack disposed on the inner side in the bending direction are extended at low pressure, and the shield excavator Since the thrust necessary for turning the shield excavator can be sufficiently ensured by bending the shield excavator, the direction of the shield excavator can be controlled with high accuracy.

本発明の一実施例に係るシールド掘進セグメント組立同時施工法が適用されるシールド掘削機の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the shield excavator to which the shield excavation segment assembly simultaneous construction method based on one Example of this invention is applied. 図1のII−II矢視断面図であって、シールドジャッキの配置図である。It is II-II arrow sectional drawing of FIG. 1, Comprising: It is a layout drawing of a shield jack. シールド掘削機に対する一般的な着力点操作の概念を示した図である。It is the figure which showed the concept of general force point operation with respect to a shield excavator. (a)は直進時におけるシールドジャッキの圧力状態を示した図、(b)は同図(a)に対応したシールドジャッキの圧力分布を示した図である。(A) is the figure which showed the pressure state of the shield jack at the time of a straight drive, (b) is the figure which showed the pressure distribution of the shield jack corresponding to the figure (a). (a)は曲進時におけるシールドジャッキの圧力状態の一例を示した図、(b)は同図(a)に対応したシールドジャッキの圧力分布を示した図である。(A) is the figure which showed an example of the pressure state of the shield jack at the time of bending, (b) is the figure which showed the pressure distribution of the shield jack corresponding to the figure (a). (a)は曲進時におけるシールドジャッキの圧力状態の他の例を示した図、(b)は同図(a)に対応したシールドジャッキの圧力分布を示した図である。(A) is the figure which showed the other example of the pressure state of the shield jack at the time of bending, (b) is the figure which showed the pressure distribution of the shield jack corresponding to the figure (a). 曲進時におけるシールドジャッキの圧力状態の更なる他の例を示した図である。It is the figure which showed the further another example of the pressure state of the shield jack at the time of bending.

以下、本発明に係るシールド掘進セグメント組立同時施工法について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, the shield excavation segment assembly simultaneous construction method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に示すように、シールド掘削機1は、円筒状をなす掘削機本体11を有しており、この掘削機本体11の前端部内には、隔壁となるバルクヘッド12が設けられている。また、掘削機本体11の前部には、円盤状のカッタヘッド13が回転可能に支持されており、このカッタヘッド13は、カッタ駆動用モータ14の駆動によって回転可能となっている。これにより、バルクヘッド12とカッタヘッド13との間には、チャンバ15が区画形成されることになり、このチャンバ15内には、カッタヘッド13の掘削によって生じた掘削土砂が、取り込まれるようになっている。   As shown in FIG. 1, the shield excavator 1 has a cylindrical excavator body 11, and a bulkhead 12 serving as a partition wall is provided in the front end portion of the excavator body 11. Further, a disc-shaped cutter head 13 is rotatably supported at the front portion of the excavator body 11, and the cutter head 13 can be rotated by driving a cutter driving motor 14. As a result, a chamber 15 is defined between the bulk head 12 and the cutter head 13 so that excavated sediment generated by excavation of the cutter head 13 is taken into the chamber 15. It has become.

そして、掘削機本体11内には、スクリューコンベヤ16が、前端部から後端部に向かうに従って上方に向けて傾斜するように設けられており、そのスクリューコンベヤ16の前端部は、バルクヘッド12を貫通して、チャンバ15内に配置されている。これにより、チャンバ15内に溜められた掘削土砂は、スクリューコンベヤ16の回転駆動によって、掘削機本体11の外部に搬送されるようになっている。   And in the excavator main body 11, the screw conveyor 16 is provided so that it may incline upwards as it goes to a rear-end part from the front-end part, and the front-end part of the screw conveyor 16 attaches the bulkhead 12 to it. It penetrates and is arranged in the chamber 15. As a result, the excavated sediment accumulated in the chamber 15 is conveyed to the outside of the excavator body 11 by the rotational drive of the screw conveyor 16.

一方、掘削機本体11の後端部内には、エレクタ装置17が移動可能に支持されている。このエレクタ装置17は、覆工部材としてのセグメントSを組み立てるものであって、そのセグメントSは、掘削されたトンネルの内周面形状に沿うような環片となっている。従って、エレクタ装置17を駆動させることにより、複数のセグメントSをトンネル周方向に沿ってリング状に組み付けることができる。   On the other hand, an erector device 17 is movably supported in the rear end portion of the excavator body 11. This erector apparatus 17 assembles the segment S as a lining member, and the segment S is an annular piece that follows the inner peripheral surface shape of the excavated tunnel. Therefore, the plurality of segments S can be assembled in a ring shape along the circumferential direction of the tunnel by driving the erector device 17.

更に、掘削機本体11の後端部には、複数のテールシール18が、その周方向に沿って設けられている。これらテールシール18は、既設のセグメントSの外周面に密着することにより、掘削機本体11内への泥土や泥水等の浸入を防止するようになっている。   Furthermore, a plurality of tail seals 18 are provided along the circumferential direction at the rear end of the excavator body 11. These tail seals 18 are in close contact with the outer peripheral surface of the existing segment S so as to prevent intrusion of mud or mud water into the excavator body 11.

また、図1及び図2に示すように、掘削機本体11の内周面には、多数の油圧式シールドジャッキ(推進ジャッキ)19が、その周方向において、等角度間隔で支持されている。これらシールドジャッキ19は、既設のセグメントSに当接した状態から、トンネル後方に向けて伸長することにより、掘削機本体11に推進力(推進反力)を与えるものである。即ち、掘削機本体11は、それらシールドジャッキ19がセグメントSを押圧したときに発生する、推進反力によって、前進可能となっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a large number of hydraulic shield jacks (propulsion jacks) 19 are supported on the inner peripheral surface of the excavator body 11 at equal angular intervals in the circumferential direction. These shield jacks 19 provide a driving force (a driving reaction force) to the excavator main body 11 by extending toward the rear of the tunnel from a state in contact with the existing segment S. That is, the excavator body 11 can be advanced by the propulsion reaction force generated when the shield jack 19 presses the segment S.

従って、シールド掘削機1によってトンネルを構築する場合には、カッタ駆動用モータ14を駆動させることにより、カッタヘッド13を回転させながら、シールドジャッキ19を伸長させることにより、既設のセグメントSから推進反力を得て、掘削機本体11を前進させる。これにより、シールド掘削機1の前方にある地盤に、切羽が掘削される。   Therefore, when a tunnel is constructed by the shield excavator 1, the cutter driving motor 14 is driven, and the shield jack 19 is extended while the cutter head 13 is rotated. The excavator body 11 is moved forward with the force. Thereby, the face is excavated in the ground in front of the shield excavator 1.

また、地盤掘削に伴って発生した掘削土砂は、カッタヘッド13の土砂取込口を介して、チャンバ15内に充満することになり、そのチャンバ15内は、所定の圧力に維持される。続いて、チャンバ15内に充満した掘削土砂は、スクリューコンベヤ16の回転駆動によって、トンネル後方に向けて排出される。つまり、シールド掘削機1においては、掘削土砂をチャンバ15内に充満させて、そのチャンバ15内を所定の圧力に維持しながら排土することにより、切羽の安定化を図りながら、トンネルを掘削するようになっている。   Further, the excavated earth and sand generated by the ground excavation fills the chamber 15 through the earth and sand intake of the cutter head 13, and the inside of the chamber 15 is maintained at a predetermined pressure. Subsequently, the excavated sediment filled in the chamber 15 is discharged toward the rear of the tunnel by the rotational drive of the screw conveyor 16. That is, in the shield excavator 1, the excavated soil is filled in the chamber 15 and discharged while maintaining the predetermined pressure in the chamber 15, thereby excavating the tunnel while stabilizing the face. It is like that.

これと同時に、エレクタ装置17の駆動によって、複数のセグメントSがトンネル周方向に沿ってリング状に組み立てられる。また、このように、セグメントSが組み立てられると、シールドジャッキ19は、その既設のセグメントSを押圧することになる。   At the same time, the plurality of segments S are assembled in a ring shape along the circumferential direction of the tunnel by driving the erector device 17. In addition, when the segment S is assembled in this way, the shield jack 19 presses the existing segment S.

即ち、シールド掘削機1においては、シールドジャッキ19によって既設のセグメントSから推進反力を取って掘進しながら、これと同時に、その後方において、新設のセグメントSを組み立てるようになっている。これにより、上述したような、シールド掘進とセグメントSの組み立てとを同時に並行して行うことを可能とするため、シールドジャッキ19においては、テールシール18の前端部と当該シールドジャッキ19の最縮退位置との間の長さが、セグメントSの幅の2倍以上となるように、その設置位置及びストロークが設定されている。   That is, in the shield excavator 1, while the excavation reaction force is excavated from the existing segment S by the shield jack 19, the new segment S is assembled at the same time. Accordingly, in order to enable the shield excavation and the assembly of the segment S to be performed simultaneously in parallel as described above, in the shield jack 19, the front end portion of the tail seal 18 and the most retracted position of the shield jack 19 are provided. The installation position and the stroke are set so that the length between is set to be twice or more the width of the segment S.

従って、シールドジャッキ19を最も短縮させる(シールドジャッキ19の伸長を禁止する)と、当該シールドジャッキ19と既設のセグメントSとの間に形成されたスペースが、新設のセグメント組立位置となる。そして、新設のセグメントSをエレクタ装置17によって上記スペースにおいて組み立てると、短縮状態(伸長禁止状態)のシールドジャッキ19は、その組み立てられた新設のセグメントSを押圧する。 Therefore, when the shield jack 19 is shortened the most (prohibition of the extension of the shield jack 19), the space formed between the shield jack 19 and the existing segment S becomes a new segment assembly position. When the new segment S is assembled in the space by the erector device 17, the shortened (extension prohibited state) shield jack 19 presses the assembled new segment S.

ところで、図3に示すように、上述したシールド掘削機1においては、その掘削機中心Oが、予め計画された、トンネル中心線となる計画路線Kを通るように、その掘進方向が制御される。即ち、シールド掘削機1を、その掘削機中心Oが計画路線Kを通過するように、直進または曲進させる場合には、シールドジャッキ19の伸長による総推力の合力点(作用点)となる着力点Pを位置調整する。   By the way, as shown in FIG. 3, in the shield excavator 1 described above, the excavation direction is controlled so that the excavator center O passes through a planned route K that is a tunnel center line planned in advance. . That is, when the shield excavator 1 moves straight or bends so that the excavator center O passes through the planned route K, the applied force that becomes the resultant force point (action point) of the total thrust due to the extension of the shield jack 19 The position of the point P is adjusted.

このとき、掘進方向を制御するために選択したシールドジャッキ19の圧力を、セグメントSから推進反力を得るためのシールドジャッキ19の圧力よりも低圧にすることにより、シールド掘削機1が曲進する場合であっても、その総推力を十分に確保できるようにする。なお、掘進方向を制御するために選択されるシールドジャッキ19の数量や、それらの圧力の大きさは、シールド掘削機1の掘進速度や計画路線Kの曲率等に基づいて設定される。   At this time, the shield excavator 1 is bent by making the pressure of the shield jack 19 selected for controlling the excavation direction lower than the pressure of the shield jack 19 for obtaining the propulsion reaction force from the segment S. Even in such a case, the total thrust should be sufficiently secured. The number of shield jacks 19 selected for controlling the excavation direction and the magnitude of the pressure are set based on the excavation speed of the shield excavator 1, the curvature of the planned route K, and the like.

以下、シールド掘削機1の掘進方向制御について、図3乃至図7を用いて説明する。   Hereinafter, the digging direction control of the shield excavator 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 7.

なお、図4乃至図7においては、全てのシールドジャッキ19に対して、SJ1からSJ70までの番号を順に付しており、「●」印のシールドジャッキ19を、推進用に伸長した圧力(推力)最大のON操作ジャッキ、「〇」印のシールドジャッキ19を、セグメント組立用に短縮した圧力(推力)ゼロのOFF操作ジャッキ、「◎」印のシールドジャッキ19を、掘進方向制御用に伸縮した低圧力(低推力)のON操作ジャッキとしている。   4 to 7, the numbers from SJ1 to SJ70 are sequentially assigned to all the shield jacks 19, and the pressure (thrust force) of the shield jack 19 indicated by “●” is extended for propulsion. ) Maximum ON operation jack, shield jack 19 marked “O” is shortened for segment assembly OFF operation jack with zero pressure (thrust), shield jack 19 marked “◎” is expanded and contracted for excavation direction control It is a low pressure (low thrust) ON operation jack.

シールド掘削機1による、シールド掘進とセグメント組み立てとの同時施工では、上述したように、カッタヘッド13の回転によって、前方の地盤を掘削すると同時に、エレクタ装置17の駆動によって、セグメントSをリング状に組み付けている。   In the simultaneous construction of shield excavation and segment assembly by the shield excavator 1, as described above, the cutter head 13 rotates to excavate the ground in front, and at the same time, the segment S is formed into a ring shape by driving the erector device 17. It is assembled.

このとき、図4(a),(b)に示すように、セグメント組立位置に対応したSJ39〜SJ46番目のシールドジャッキ19の伸長は、禁止されている。更に、掘削機中心Oを中心として、セグメント組立位置の180度反対側、即ち、セグメント組立位置の点対称位置に配置されたSJ4〜SJ11番目のシールドジャッキ19の伸長も、禁止されている。また、それら伸長禁止状態のシールドジャッキ19以外のSJ12〜SJ38,SJ47〜SJ68番目のシールドジャッキ19においては、伸長しており、既設のセグメントSから推進反力を得ている。   At this time, as shown in FIGS. 4A and 4B, the extension of the SJ39 to SJ46th shield jacks 19 corresponding to the segment assembly positions is prohibited. Further, the extension of the SJ4 to SJ11th shield jacks 19 that are 180 degrees opposite to the segment assembly position, that is, the point assembly position of the segment assembly position with respect to the excavator center O is also prohibited. Further, the SJ12 to SJ38, SJ47 to SJ68th shield jacks 19 other than the shield jacks 19 in the extension prohibited state are extended, and the propulsion reaction force is obtained from the existing segment S.

ここで、一般的に、シールド掘削機においては、その先端側(カッタヘッド側)が重くなる構造となるため、トンネルを掘削していると、その先端側がその重力によって若干下方に向けて沈み込んでしまう。   Here, in general, a shield excavator has a structure in which the tip side (cutter head side) becomes heavy, so when excavating a tunnel, the tip side sinks slightly downward due to gravity. It will end up.

そこで、シールド掘削機1においては、上記問題を解消するため、その沈み込む方向の反対方向となる鉛直方向上側に配置されたシールドジャッキ19の圧力を低圧にする。例えば、図4(a),(b)に示すように、鉛直方向上側に配置されたSJ1,SJ2,SJ69,SJ70番目のシールドジャッキ19の圧力を、SJ12〜SJ38,SJ47〜SJ68番目のシールドジャッキ19の最大圧力よりも、低圧となるように制御する。   Therefore, in the shield excavator 1, in order to solve the above problem, the pressure of the shield jack 19 disposed on the upper side in the vertical direction, which is the opposite direction to the sinking direction, is set to a low pressure. For example, as shown in FIGS. 4A and 4B, the pressure of the SJ1, SJ2, SJ69, and SJ70th shield jacks 19 arranged on the upper side in the vertical direction is changed to the SJ12 to SJ38, SJ47 to SJ68th shield jacks. It controls so that it may become a low pressure rather than the maximum pressure of 19.

これにより、シールド掘削機1の着力点Pは、掘削機中心Oよりも、若干、鉛直方向下方に位置調整されるものの、その推力バランスは良好となる。よって、図3に示すように、シールド掘削機1は、その掘削機中心Oが計画路線Kの直線部分を通るように直進することになる。   Thereby, although the position P of the shield excavator 1 is slightly adjusted vertically below the excavator center O, the thrust balance is good. Therefore, as shown in FIG. 3, the shield excavator 1 goes straight so that the excavator center O passes through the straight portion of the planned route K.

そして、図3に示すように、シールド掘削機1が直進しながら掘削を続けていると、計画路線Kが、直線から曲線へと変化し始める。このとき、計画路線Kがトンネル幅方向左側向けて徐々に曲がっていくため、シールド掘削機1もトンネル幅方向左側に向けて曲進しなければならず、その曲進方向内側に配置されたシールドジャッキ19の圧力を低圧にする。例えば、図5(a),(b)に示すように、曲進方向内側に配置されたSJ50〜SJ56番目のシールドジャッキ19の圧力を低圧となるように制御する。   As shown in FIG. 3, when the shield excavator 1 continues excavation while going straight ahead, the planned route K starts to change from a straight line to a curved line. At this time, since the planned route K is gradually bent toward the left side in the tunnel width direction, the shield excavator 1 must also bend toward the left side in the tunnel width direction, and the shield disposed on the inner side in the bending direction. The pressure of the jack 19 is lowered. For example, as shown in FIGS. 5A and 5B, the pressure of the SJ50 to SJ56th shield jacks 19 arranged on the inner side in the bending direction is controlled to be low.

これにより、シールド掘削機1の着力点Pは、掘削機中心Oよりも下方で、且つ、掘削機中心Oよりも右側に位置調整される。このように、曲進方向内側に配置されたシールドジャッキ19の圧力を低圧にすることによって、シールド掘削機1の掘進方向を制御するようにしているので、それらのシールドジャッキ19の圧力をゼロに(OFF操作)するときに比べて、シールド掘削機1の推力が十分に確保される。よって、図3に示すように、シールド掘削機1は、その掘削機中心Oが計画路線Kの曲線部分を通るように曲進することになる。 As a result, the position P of the shield excavator 1 is adjusted to be lower than the excavator center O and to the right of the excavator center O. As described above, the pressure of the shield jacks 19 arranged on the inner side in the bending direction is controlled to be low, so that the direction of the shield excavator 1 is controlled, so that the pressure of the shield jacks 19 is reduced to zero. The thrust of the shield excavator 1 is sufficiently ensured as compared with the (OFF operation). Therefore, as shown in FIG. 3, the shield excavator 1 turns so that the excavator center O passes through the curved portion of the planned route K.

続いて、図3に示すように、計画路線Kが更にトンネル幅方向左側向けて曲がっていくと、シールド掘削機1も更にトンネル幅方向左側に向けて曲進しなければならないため、その曲進方向内側において、低圧に制御するシールドジャッキ19の数量を増加させる。例えば、図6(a),(b)に示すように、曲進方向内側に配置されたSJ48〜SJ58番目のシールドジャッキ19の圧力を低圧となるように制御する。   Subsequently, as shown in FIG. 3, when the planned route K is further bent toward the left side in the tunnel width direction, the shield excavator 1 must be further bent toward the left side in the tunnel width direction. On the inner side in the direction, the number of shield jacks 19 controlled to a low pressure is increased. For example, as shown in FIGS. 6A and 6B, the pressure of the SJ48 to SJ58th shield jacks 19 arranged on the inner side in the bending direction is controlled to be low.

これにより、シールド掘削機1の着力点Pは、掘削機中心Oよりも更に右側に位置調整される。よって、図3に示すように、シールド掘削機1は、その掘削機中心Oが計画路線Kの曲線部分を通るように曲進することになる。 Thereby, the position P of the shield excavator 1 is further adjusted to the right side of the excavator center O. Therefore, as shown in FIG. 3, the shield excavator 1 turns so that the excavator center O passes through the curved portion of the planned route K.

なお、シールド掘削機1が曲進する際に、セグメント組立位置に対応したシールドジャッキ19、または、セグメント組立位置の点対称位置に配置されたシールドジャッキ19が、曲進方向内側に配置されたシールドジャッキ19となる場合には、例えば、図7に示すように、セグメント組立位置に対応する、または、セグメント組立位置の点対称位置に配置された、SJ49〜SJ56番目のシールドジャッキ19の左右両側に隣接したシールドジャッキ19を、低圧に制御する。   When the shield excavator 1 is bent, the shield jack 19 corresponding to the segment assembly position or the shield jack 19 arranged at the point symmetrical position of the segment assembly position is arranged at the inner side in the bending direction. In the case of the jack 19, for example, as shown in FIG. 7, on the left and right sides of the SJ49 to SJ56th shield jacks 19 corresponding to the segment assembly position or arranged at point symmetry positions of the segment assembly position. The adjacent shield jack 19 is controlled to a low pressure.

また、セグメント組立位置は、1つのセグメントSの組み立てが完了するごとに、順次、トンネル周方向(掘削機周方向)にずれていくため、そのセグメント組立位置の点対称位置に配置されるシールドジャッキ19も変わることになる。   Further, each time the assembly of one segment S is completed, the segment assembly position sequentially shifts in the tunnel circumferential direction (excavator circumferential direction). Therefore, the shield jack disposed at the point symmetrical position of the segment assembly position 19 will also change.

そこで、セグメント組立位置の点対称位置に配置されたシールドジャッキ19においては、その圧力(値)がゼロ(極低圧)となるものの、そのシールドジャッキ19に対向した既設のセグメントSまで伸長して、これに接触している。つまり、セグメント組立位置の点対称位置に配置されたシールドジャッキ19は、その圧力がゼロ(極低圧)で、且つ、対向した既設のセグメントSに対して推力を与えることなく接触した状態となっている。   Therefore, in the shield jack 19 arranged at the point assembly position of the segment assembly position, the pressure (value) is zero (extremely low pressure), but it extends to the existing segment S facing the shield jack 19, In contact with this. That is, the shield jack 19 arranged at the point-symmetrical position of the segment assembly position is in a state in which the pressure is zero (extremely low pressure) and is in contact with the existing segment S that is opposed without applying thrust. Yes.

これにより、セグメント組立位置が次のセグメント組立位置に移行して、セグメント組立位置の点対称位置に今まで配置されていたシールドジャッキ19が、セグメント組立位置の点対称位置ではなくなると、そのシールドジャッキ19に最大圧力(ON操作)が付与されて、伸長することになり、当該シールドジャッキ19に対向した既設のセグメントSに対して、直ちに最大推力を与えることができる。   As a result, when the segment assembly position shifts to the next segment assembly position and the shield jack 19 that has been arranged at the point-symmetrical position of the segment assembly position is no longer the point-symmetrical position of the segment assembly position, the shield jack The maximum pressure (ON operation) is applied to 19 and the arm 19 is extended, and the maximum thrust can be immediately applied to the existing segment S facing the shield jack 19.

即ち、シールドジャッキ19が、最縮退位置から伸長して、既設のセグメントSから推進反力を得るまでの時間は、シールドジャッキ19が、既設のセグメントSに接触した位置から伸長して、そのセグメントSから推進反力を得るまでの時間よりも、遥かに、長い時間となる。従って、シールドジャッキ19が最縮退位置から伸長した場合には、推進反力を得るまでの無駄な時間が生じてしまう。   That is, the time from when the shield jack 19 is extended from the most retracted position until the reaction force is obtained from the existing segment S is extended from the position where the shield jack 19 is in contact with the existing segment S. The time is much longer than the time from S to obtaining the propulsion reaction force. Therefore, when the shield jack 19 is extended from the most retracted position, useless time until a propulsion reaction force is obtained occurs.

よって、セグメント組立位置の点対称位置に配置されたシールドジャッキ19を、上述した状態に保持することにより、シールドジャッキ19における最縮退位置から伸長して既設のセグメントSに接触する位置までの推力未発生期間を、無くすことができるだけでなく、そのシールドジャッキ19における推力発生期間を、可能な限り長くすることができる。   Therefore, by holding the shield jack 19 arranged at the point-symmetrical position of the segment assembly position in the above-described state, the thrust is not extended to the position where the shield jack 19 extends from the most retracted position and contacts the existing segment S. Not only can the generation period be eliminated, but the thrust generation period in the shield jack 19 can be made as long as possible.

従って、本発明に係るシールド掘進セグメント組立同時施工法によれば、鉛直方向上側に配置されたシールドジャッキ19と、曲進方向内側に配置されたシールドジャッキ19とを、それぞれ低圧で伸長させて、シールド掘削機1を曲進させることにより、そのシールド掘削機1を曲進させる際に必要な推力を十分に確保することができるので、当該シールド掘削機1の掘進方向を高精度に制御することができる。   Therefore, according to the shield excavation segment assembly simultaneous construction method according to the present invention, the shield jack 19 disposed on the upper side in the vertical direction and the shield jack 19 disposed on the inner side in the bending direction are each extended at a low pressure, By making the shield excavator 1 bend, it is possible to sufficiently secure the thrust required when the shield excavator 1 is bent, so that the excavation direction of the shield excavator 1 can be controlled with high accuracy. Can do.

また、曲進方向内側に配置されたシールドジャッキ19が、セグメント組立位置の点対称位置に配置されたシールドジャッキ19となる場合には、そのセグメント組立位置の点対称位置に配置されたシールドジャッキ19の左右両側に隣接したシールドジャッキ19を、それぞれ低圧で伸長させることにより、セグメント組立位置が、トンネル周方向において、どのような位置に変化しても、シールド掘削機1を曲進させる際に必要な推力を確保することができる。   Further, when the shield jack 19 arranged on the inner side in the bending direction becomes the shield jack 19 arranged at the point symmetrical position of the segment assembly position, the shield jack 19 arranged at the point symmetrical position of the segment assembly position. Necessary for bending the shield excavator 1 regardless of the position of the segment assembly position in the circumferential direction of the tunnel by extending the shield jacks 19 adjacent to the left and right sides of the tunnel at low pressure. Can be ensured.

更に、セグメント組立位置の点対称位置に配置されたシールドジャッキ19を、その圧力がゼロの状態で、既設のセグメントSまで伸長させて、当該セグメントSに対して推力を与えることなく接触させることにより、そのシールドジャッキ19が、セグメント組立位置の点対称位置ではなくなると、当該シールドジャッキ19の圧力を直ちに最大にして、推進反力を即座に得ることができる。   Further, by extending the shield jack 19 arranged at the point-symmetrical position of the segment assembly position to the existing segment S in a state where the pressure is zero, the shield jack 19 is brought into contact with the segment S without applying thrust. When the shield jack 19 is not in the point symmetrical position of the segment assembly position, the pressure of the shield jack 19 can be maximized immediately, and the propulsion reaction force can be obtained immediately.

本発明は、掘進速度の高速化を図ることを目的としたシールド掘進セグメント組立同時施工法に適用可能である。   The present invention is applicable to a shield excavation segment assembly simultaneous construction method for the purpose of increasing the excavation speed.

1 シールド掘削機
11 掘削機本体
12 バルクヘッド
13 カッタヘッド
14 カッタ駆動用モータ
15 チャンバ
16 スクリューコンベヤ
17 エレクタ装置
18 テールシール
19 シールドジャッキ
O 掘削機中心
K 計画路線
P 着力点
S セグメント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield excavator 11 Excavator main body 12 Bulk head 13 Cutter head 14 Cutter drive motor 15 Chamber 16 Screw conveyor 17 Elector device 18 Tail seal 19 Shield jack O Excavator center K Planned route P Force point S segment

Claims (3)

シールド掘削機を、その周方向に沿うように設けた多数の推進ジャッキにおける最大圧力による伸長によって掘進させると同時に、前記推進ジャッキの後方において、セグメントを組み立てる際に、
セグメント組立位置に対応した推進ジャッキの圧力と、前記シールド掘削機の掘削機中心を中心として前記セグメント組立位置の点対称位置に配置された推進ジャッキの圧力とを、それぞれゼロにすることによって、それら前記推進ジャッキの伸長を禁止して、前記シールド掘削機の掘進方向を制御するようにしたシールド掘進セグメント組立同時施工法において、
前記セグメント組立位置に対応した前記推進ジャッキ及び前記シールド掘削機の掘削機中心を中心として前記セグメント組立位置の点対称位置に配置された前記推進ジャッキ以外の全ての推進ジャッキのうち、鉛直方向上側に配置された推進ジャッキと、曲進方向内側に配置された推進ジャッキとを、それぞれ低圧で既設のセグメントまで伸長させて、前記シールド掘削機を曲進させる
ことを特徴とするシールド掘進セグメント組立同時施工法。
When assembling the segment at the rear of the propulsion jack, the shield excavator is excavated by extension by the maximum pressure in a number of propulsion jacks provided along the circumferential direction.
By setting the pressure of the propulsion jack corresponding to the segment assembly position and the pressure of the propulsion jack arranged at the point symmetrical position of the segment assembly position around the excavator center of the shield excavator to zero, respectively In the shield excavation segment assembly simultaneous construction method in which the extension of the propulsion jack is prohibited and the excavation direction of the shield excavator is controlled.
Of all the propulsion jacks other than the propulsion jacks arranged at point-symmetric positions of the segment assembly position with the propulsion jack corresponding to the segment assembly position and the excavator center of the shield excavator as the center, on the upper side in the vertical direction Simultaneous construction of shield excavation segments, wherein the propulsion jack arranged and the propulsion jack arranged inside the bending direction are each extended to the existing segment at a low pressure, and the shield excavator is bent. Law.
請求項1に記載のシールド掘進セグメント組立同時施工法において、
前記セグメント組立位置に対応した前記推進ジャッキ、または、前記シールド掘削機の掘削機中心を中心として前記セグメント組立位置の点対称位置に配置された前記推進ジャッキが、曲進方向内側に配置された推進ジャッキとなる場合には、
前記セグメント組立位置に対応した前記推進ジャッキ、または、前記シールド掘削機の掘削機中心を中心として前記セグメント組立位置の点対称位置に配置された前記推進ジャッキの左右両側に隣接した推進ジャッキを、それぞれ低圧で伸長させる
ことを特徴とするシールド掘進セグメント組立同時施工法。
In the shield excavation segment assembly simultaneous construction method according to claim 1,
The propulsion jack corresponding to the segment assembly position or the propulsion jack disposed at a point-symmetrical position of the segment assembly position with the excavator center of the shield excavator as the center is disposed in the bending direction. When it becomes a jack,
The propulsion jacks corresponding to the segment assembly positions, or the propulsion jacks adjacent to the left and right sides of the propulsion jacks disposed at point symmetry positions of the segment assembly positions around the excavator center of the shield excavator , respectively. Shield excavation segment assembly simultaneous construction method characterized by extending at low pressure.
請求項1または2に記載のシールド掘進セグメント組立同時施工法において、
前記シールド掘削機の掘削機中心を中心として前記セグメント組立位置の点対称位置に配置された前記推進ジャッキを、前記既設のセグメントまで伸長させて、当該セグメントに対してその推力を与えることなく接触させる
ことを特徴とするシールド掘進セグメント組立同時施工法。
In the shield excavation segment assembly simultaneous construction method according to claim 1 or 2,
The propulsion jack arranged at a point-symmetrical position of the segment assembly position with the excavator center of the shield excavator as the center is extended to the existing segment and brought into contact with the segment without applying its thrust. Shield excavation segment assembly simultaneous construction method characterized by that.
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