JPH02229395A - シールド掘進機を利用する地盤改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、シールド掘進機によりトンネルを長距離掘
進する場合、掘進途中でシールド掘進機を利用して地盤
を改良する方法に関するものである． 〔従来の技術〕 シールド掘進機によりトンネルを長距離掘進する場合、
堀進途中でカンタービントの交換，シールド機テールバ
ンキングの交換あるいはトンネルの地中接合等を行なう
必要が生しることがある．しかし、地中で前記交換作業
や接合作業を行なうためには、安全を考慮して、予め地
盤を強化するための地盤改良を行なわねばならない．従
来、シールド掘進機による堀進途中においてカッタービ
７｝を交換するために、地盤改良を行なう場合は、第１
９図に示すように、地上から所要深度まで改良地盤９を
施工し、その改良地盤９にシールド掘進機１０が到着す
る前に、地上から深礎工１）を施工し、次にシールド掘
進機１０の前部を深礎工１）に貫入させ、作業員が深礎
工１）内の下部に入って回転カッタディスク２に装着さ
れているビットを交換している。

また地中でトンネルを接合する場合は、第２０図および
第２１図に示すように、接合位置に到着した先行シール
ド掘進機１０Ａに後続するセグメント覆工１３Ａの周囲
から、多数の凍結管１４を、先行シールド掘進機！ＯＡ
を囲む截頭円錐面上に並ぶように地中に挿入し、次いで
各凍結管１４内に冷媒を循環させて、先行シールド掘進
機１０Ａを囲む凍土１５を形成し、次に後行シールド掘
進機１０Ｂが接合位置に到着したのち、後行シールド掘
進機１０Ｂに後続するセグメント覆工１３Ｂの周囲から
、多数の凍結管１８を、後行シールド掘進機１０Ｂを囲
む截頭円錐面上に並ぶように地中に挿入し、次いで各凍
結管ｌ８内に冷媒を循環させて、後行シールド掘進機１
０Ｂを囲む凍土ｌ９を形成し、各凍土１５．１９を凍着
させることにより、２Ｗ１のシールド掘進機の間に止水
ゾーンを設け、次に各シールド掘進機の前部の回転カッ
タディスクおよびシールド掘進機の外筒内の部材を撤去
して、トンネルの地中接合作業を行なっていた． 〔発明が解決しようとする課題〕 前記従来のビット交換のための改良地盤施工および深礎
工施工の場合は、予め地上から改良地盤９を施工すると
共に、その改良地盤９に深礎工１）を施工する必要があ
るので、工費が高くなると共に工期が長くかかり、かつ
地上からの施工であるので、施工条件の制約を受けると
共に、深礎工を施工する際に危険を伴うという問題があ
る。

また前記従来の接合のための凍土施工の場合は、シール
ドトンネル内から全ての作業を行なうことができるとい
う利点を有するが、凍土形成のための工費が高くかつ工
期が長くかかるという問題がある． この発明はζシールド掘進機を利用して、短工期で経済
的にかつ安全に地盤を改良することができるシールド掘
進機を利用する地盤改良方法を提供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この発明のシールド掘進機
を利用する地盤改良方法においては、シールド掘進機１
における回転力ツタディスク２の周囲に、ディスク半径
方向に延長すると共にカッタ移動用液圧シリンダ３によ
りディスク半径方向に移動される複数のスライドカッタ
４を、ディスク周囲方向に間隔をおいて設け、各スライ
ドカソタ４をディスク中心側に引込ませた状態で、回転
カッタディスク２を回転させながらシールド掘進機１を
前進させてトンネルを掘進し、かつシールド掘進機１の
テール内でセグメント５を組立連結し、次に地盤改良場
所において、各スライドカッタ４を突出させた状態で回
転カッタディスク２を回転させながら、シールド掘進機
１を後退させて、トンネル全周の地盤を掘削すると共に
、その掘削部に地盤改良材７を注入する． またシールド掘進機１における回転カッタディスク２の
周囲に、ディスク半径方向に延長すると共にカッタ移動
用液圧シリンダ３によりディスク半径方向に移動される
複数のスライドカッタ４を、ディスク周囲方向に間隔を
おいて設け、各スライド力ソタ４をディスク中心側に引
込ませた状態で、回転カッタディスク２を回転させなが
らシールド掘進機１を前進させてトンネルを掘進し、か
つシールド掘進機ｌのテール内でセグメント５を組立連
結し、次に地盤改良場所において、回転カッタディスク
２を回転させ、かつスライドカッタ４がトンネル周囲に
おける上下方向の一方を回動するとき前記スライドカッ
タ４を突出させると共に、スライドカッタ４がトンネル
周囲における上下方向の他方を回動するとき前記スライ
ドカッタ４を引込ませながら、シールド掘進機ｌを前進
させて、トンネル周囲における上下方向の一方の地盤を
掘削すると共にその掘削部に地盤改良材７を注入し、次
に回転カッタディスク２を回転させ、かつスライドカッ
タ４がトンネル周囲における上下方向の他方を回動する
とき前記スライド力ソタ４を突出させると共に、スライ
ドカッタ４がトンネル周囲における上下方向の前記一方
を回動するときスライドカッタ４を引込ませながら、シ
ールド掘進機１を後退させて、トンネル周囲における上
下方向の他方の地盤を掘削すると共にその掘削部に地盤
改良材８を注入し、かつ回転力ツタディスク２の前部に
生じる空間に地盤改良材８を充填することによっても、
前記目的を達成することができる．〔作　用〕 トンネルの全周の地盤を同時に改良する場合は、回転カ
ッタディスク２に設けられている各スライド力ソタ４を
回転カッタディスク２の外周から突出させた状態で回転
カッタディスク２を回転させながら、シールド掘進ｌ１
）１を後退させて、シールド機本体６の全周の地盤を掘
削すると共に、その掘削部および回転カッタディスク２
の前部に生じる空間に地盤改良材７を注入する． またトンネル周囲の地盤を上下に分けて改良する場合は
、回転カッタディスク２を回転させ、かつスライドカッ
タ４がトンネル周囲における上下方向の一方を回動する
とき前記スライド力ソタ４を突出させると共に、スライ
ドカッタ４がトンネル周囲における上下方向の他方を回
動するとき前記スライド力ソタ４を引込ませながら、シ
ールド掘進機１を前進させて、トンネル周囲における上
下方向の一方の地盤を掘削すると共にその掘削部に地盤
改良材７を注入し、次に回転カッタディスク２を回転さ
せ、かつスライドカッタ４がトンネル周囲における上下
方向の他方を回動するとき前記スライドカッタ４を突出
させると共に、スライドカソタ４がトンネル周囲におけ
る上下方向の前記一方を回動するときスライドカッタ４
を引込ませながら、シールド掘進ｉｌｌを後退させて、
トンネル周囲における上下方向の他方の地盤を掘削する
と共にその掘削部に地盤改良材８を注入する。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する． 第１４図ないし第１８図はこの発明の方法を実施する場
合に使用するシールド掘進機の一例を示すものであって
、中央保持部材２０の周囲に、ビット支持アーム２ｌと
それよりも短かい４角形断面の中空アーム２２とが、４
５゜の角度間隔で交互にかつ放射状に配置されて固定さ
れ、前記中空アーム２２の先端部の巾方向の両側に、そ
の中空アームに対し直線的に延長するＶ形断面のガイド
部材２３が固定され、各ビント支持アーム２１と中空ア
ーム２２およびガイド部材２３とは、円弧状の外周面板
１２を有する中空の前面盤１６およびその前面盤１６内
においてビット支持アーム長手方向に間隔をおいて固定
された複数の連結部材２４を介して連結され、かつ前記
ビット支持アーム２１の前部における巾方向の両側と前
記中央保持部材２０の前部とに、多数のカンタビソト２
５が取付けられて、回転カッタディスク２が構成されて
いる． このように構成された回転カッタディスク２は、円筒状
のシールド機本体６の前部に配置され、かつ回転力ツタ
ディスク２の後部に配置された環状の支持部材２６はシ
ールド機本体６に固定され、その支持部材２６の内側に
配置された隔壁２７は、支持部材２６に対じ回動不能に
かつ前後移動自在に嵌設され、さらに支持部材２６と隔
壁２７とは、支持部材周囲方向に間隔をおいて配置され
た複数の前後移動用液圧シリンダ２日を介して連結され
ている． 環状従動歯車２９は、前記隔壁２７に設けられている環
状溝に回転自在に嵌設されると共に、隔壁ｚ７に回転自
在に嵌設された連結リング３０の後端部に固定され、そ
の連結リング３０の前端部と回転カッタディスク２の後
部とは、連結リング周囲方向に間隔をおいて配置された
多数の連結部材３１を介して連結され、かつ回転力ツタ
ディスク２の中心部に固定された中心軸３２は隔壁２７
に回転自在に嵌挿され、さらに前記隔壁２７の周囲に、
液圧モータからなる多数のカッタディスク回転用駆動装
置３３が配置され、その駆動装置３３は隔壁２７に固定
され、その駆動装置３３の回転軸に固定されたピニオン
３４は前記環状従動歯車２９に噛み合わされ、前記駆動
装置３３により回転カッタディスク２が回転される。

回転カッタディスク半径方向に延長するスライド部材３
５の両側面に設けられた■形断面のガイド溝３６は前記
ガイド部材２３に摺動自在に嵌合され、そのスライド部
材３５の前部および後部における中方向の両側に多数の
カンタビソト３７が固定され、前記スライド部材３５と
これに固定されたカソタビット３７とによりスライドカ
ッタ４が構成され、かつ前記スライド部材３５の基端部
に固定された支承部材３８は中空アーム２２に摺動自在
に嵌合され、さらに前記スライドカッタ４の基端部と中
央保持部材２０とは、中空アーム２２内に配１された力
７夕移動用液圧シリンダ３を介して連結され、前記前面
盤１６とビット支持アーム２１およびスライドカッタ４
との間に掘削物排出用開口部が設けられている．また前
記前面盤１６には、ｔｒ削物徘出用開口部を開閉するス
リ゛ソトゲート７０および開閉用液圧シリンダ７ｌが設
けられている．後方から前方に向かって斜め下向きに傾
斜している排土筒３９の前端部は、前記支持部材２６の
下部に設けられた徘土用開口部４０の周縁に固定され、
前記排土筒３９内には、スクリュウ回転用駆動装置４ｌ
により回転される排土用スクリュウ４２が収容され、か
つ前記支持部材２６の後部に配置された多数のシールド
ジャッキ４３は、シールド機本体６に固定された環状保
持部材４４に挿通固定されると共に、シールド機本体６
に固定された環状反力支承部材４５により支承され、さ
らに前記環状保持部材４４に、複数の牽引杆挿通用透孔
４６が環状保持部材周囲方向に間隔をおいて設けられて
いる． 前記隔壁２７に、マンホールが設けられると共にそのマ
ンホールを開閉する蓋４７が着脱自在に取付けられ、か
つ回転カッタディスク２の前面盤ｌ６における外周面板
１２に、複数の注入口４８がディスク周囲方向に間隔を
おいて取付けられ、さらに回転カッタディスク２におけ
る中央保持部材２０の前部に複数の注入口６２が設けら
れると共に、各ビソ゜ト支持アーム２ｌの前部シも複数
の注入口６３が設けられている． 回転カッタディスク２の中心軸３２に注入主管６４が挿
入固定され、その注入主管６４の後端部はスイベルジツ
イント６５およびホース６６を介して地盤改良材圧送用
ボンプ（図示を省略した）に接続され、かつ前記注入口
４Ｂは継手６７および中空の前面盤ｌ６内に配置された
ホース６８を介して前記注入主管６４に接続され、さら
に前記注入口６２．６３は注入材配管６９を介して注入
主管６４に接続されている．またシールド機本体６の前
端部にも、．注入ホース接続用継手を備えてイル？Ｊｌ
数の注入口４９がシールド機本体の周囲方向に間隔をお
いて取付けられている． 前述のように構成されたシールド掘進機において、カッ
タディスク回転用駆動装置３３を運転して回転カッタデ
ィスク２を回転させると、その回転カッタディスク２の
回転に伴ってスライドカッタ４およびカッタ移動用液圧
シリンダ３等が回転する． 第１図は地盤改良を行なわないでシールドトンネルを掘
進している状態を示すものであって、各カッタ移動用液
圧シリンダ３が短縮されることにより、各スライドカン
タ４が回転カッタディスク中心方向に引込まされ、この
状態で、カッタディスク回転用駆動装置３３により回転
力ツタディスク２が回転されると共に、セグメント覆工
ｌ３の前面に係合されたシールドジャッキ４３の伸長に
よりシールド掘進機１が前進移動されて、回転カッタデ
ィスク２の前部の地盤が掘削され、掘削された土砂は、
回転カッタディスク２と支持部材２６および隔壁２７と
の間の下部に落下したのち、排土用スクリュウ４２によ
り排土筒３９内を通って後方に移送され、その徘土筒３
９の後部から排出される． シールドジャッキ４３の伸長によりシールド掘進機ｌを
１ストロークだけ前進移動させたのち、シールドジャッ
キ４３を短縮し、次いでシールド機本体６のテール内で
セグメント５を組立てて、セグメントリングを構成する
と共に、そのセグメントリングを既設のセグメント覆工
ｌ３に連結する． 組立設置後に取外さないセグメント５と地盤との間にモ
ルタル等の硬化性裏込材５０を充填し、また地盤置換改
良の際にシールド掘進機ｌを後退移動させるために取外
されるセグメント５と地盤との間には、非凝結・固結性
裏込材ｌ７を充填する． 次にシールドトンネルの掘進途中で、地盤改良を行なう
場合について説明する． 第１発明を実施して、地盤改良予定位置の前端から後端
に向かって、トンネル全周の地盤を同時に改良していく
場合は、まず第２図および第３図に示すように、切羽水
圧や切羽土圧によりシールド掘進機ｌが自然後退するの
を防止するために、伸長状態のシールドジャッキ４３を
セグメント覆工ｌ３の前端面に当接させた状態で、環状
保持部材４４の螺杆挿通用透孔４６に鋼製牽引杆５ｌの
前端の雄ねじ部を挿通して、把持固定用ナ７ト５２，５
３により固定し、かつ前記牽引杆５ｌの後部をセンター
ホールジャッキ５４における中空ピストン杆５５に挿通
し、さらに前記センターホールジャッキ５４におけるシ
リンダ５６を、予めセグメント５に固定した支持板５７
に対し、ボルトまたはピン等の連結具５８により着脱自
在に連結し、また喫孔を有する受命具５９を牽引杆５１
の後端部に嵌合して中空ピストン杆５５の後端面に係合
し、受金具５９の楔孔と牽引杆５ｌとの間に複数の円弧
状断面の楔６０を圧入して、受金具５９を牽引杆５ｌに
固定する． 次に第３図の状態から、センターホールジャッキ５４に
おける中空ピストン杆５５をピストンに作用する液圧に
より後退移動させると共に、シールドジャッキ４３を中
空ピストン杆５５の移動量に等しい量だけ短縮させて行
き、前記中空ピストン杆５５により受命具５９および牽
引杆５ｌを介してシールド掘進機１を後方に移動させ、
第４図に示す状態にする． 次に第５図に示すように、各スライド力ソタ４を突出さ
せた状態で、回転カシタディスク２を回転させながら、
前後移動用液圧シリンダ２８の伸長により回転カッタデ
ィスク２を前進移動させて、各スライドカッタ４により
トンネルの全周の地盤を掘削し、かつ掘削土を排出し、
回転力，タディスク２を１ストローク前進させる．なお
この場合、下部の拡大掘削部の土砂は、スライドカッタ
４による掻き上げにより取込まれて排出されるが、完全
に取込み排出することはできず、下部の拡大掘削部に掘
削された土砂が多少残される．次にスリットゲートによ
り回転カッタディスク２の掘削物排出用開口部を閉じた
のち、第６図に示すように、回転カッタディスク２を後
退移動させながら、回転カッタディスク２の周囲の注入
口４８と中央保持部材２０の注入口６２とビット支持ア
ーム２ｌの注入口６３とから、自硬性および流動性を有
する地盤改良材７を注入充填して、トンネル全周の地盤
をその地盤改良材７により改良し、かつ回転カッタディ
スク２の前部に生じる空間にも地盤改良材７を注入充填
する． 次にセグメント覆工ｌ３における最前部のセグメント５
を１ピースずつ取外すと共に、セグメントを取外した部
分に対応するシールドジャッキ４３を伸長してセグメン
ト覆工ｌ３の前端面に当接し、この作業を繰り返し行な
って、ｌリング分のセグメントを取外し、全てのシール
ドジャッキをセグメント覆工ｌ３の前端面に当接させ、
かつセンターホールジャッキ５４における中空ピストン
杆５５を前進移動したのち、受金具５９を前進移動して
中空ピストン杆５５の後端面に係合すると共に、１６０
の圧入により受金具５９を牽引杆５ｌに固定する． 次にセンターホールジャッキ５４における中空ピストン
杆５５を後退させると共にシールドジャッキ４３を短縮
させることにより、シールド掘進＠ｉを１ストロークだ
け後退させながら、回転カッタディスク２を回転させて
、スライドカソタ４により地盤を掘削し、掘削を終了し
たのち、掘削部および回転カッタディスク２の前部に生
じる空間に地盤改良材７を注入し、以下前述の工程を反
復して行なって、所要距離にわたるトンネル全周の地盤
改良を行ない、均一な強度および止水性を有する改良地
層を設ける。

シールド掘進機を後退させながら、回転カッタディスク
２を回転させて、スライドカノタ４によりトンネルの全
周の地盤を掘削するときは、シールド機本体６の前端と
回転カッタディスク２の前面盤ｌ６の後面との間に土砂
取込口を形成するため、ジャッキ２８を前方に所定量伸
長させる必要がある． またシールド掘進機ｌを後退させる場合は、前記非凝結
・固結性裏込材ｌ７を坑内に排出して、シールド掘進機
ｌに作用する抵抗を小さくするのが好ましい． 地中で先行シールド掘進機と後行シールド掘進機とを使
用してトンネルを接合する場合は、第７図に示すように
、先行シールド掘進機ＩＡを後退移動して改良地盤６ｌ
を施工したのち、改良地盤中の所定位置まで先行シール
ド掘進機ＬＡを貫入させ、次いで後行シールド掘進１）
１Ｂにより先行シールド掘進機ＩＡに向かってトンネル
を掘進し、前記改良地盤６ｌ中で各シールド掘進機ＩＡ
，ＩＢを対向させ接合作業を開始する． 改良地盤６ｌ中で各シールド掘進機ＩＡ，ＩＢを接合す
る場合の例について説明すると、まず円筒状のシール・
ド機本体６内の各部材を溶断等により撤去したのち、回
転カッタディスク２を溶断等により分断して撤去し、次
に一方のシールド機本体６内で溶接またはボルト等によ
り組立製作した接続用円筒体を移動して、その円筒体を
各シールド機本体６内にわたって配置し、その円筒体と
各シールド機本体６とを、それらの間に充填した硬化性
充填材により結合するか、あるいは鋼製連結部材を溶接
により固着することにより結合する．次に第２発明を実
施して、トンネル周囲の地盤改良を上下に分けて行なう
場合について説明する．第８図および第９図に示すよう
に、まず回転カッタディスク２を回転させ、かつスライ
ドカッタ４がトンネル周囲における上側の半円以上の範
囲を回動するとき、前記スライドカッタ４を突出させる
と共に、スライド力ソタ４がトンネル周囲における下側
の半円よりも小さい範囲を回動するとき、前記スライド
カッタ４を引込ませ、さらに前後移動用液圧シリンダ２
８の伸長により、回転力ツタディスク２およびこれに付
属するスライドカッタ４を前進し、前記回転カッタディ
スク２によりトンネルを掘削すると共に、前記スライド
力ソタ４によりトンネル周囲における上側の半円以上の
範囲を掘削し、掘削土を、シールド機本体６の前端と回
転カッタディスク２の周囲の後面から回転カッタディス
ク２の裏側に侵入させると共に、回転カッタディスク２
の掘削物排出用開口部がらも回転カッタディスク２の裏
側に侵入させ、次いで排土用スクリュウ４２に排土筒３
９内を通って排出する． １ストロークの掘削を行なったのち、前後移動用液圧シ
リンダ２８を短縮させると共にシールドジャッキ４３を
伸長させて、シールド機本体６を前進させる． 次いでシールド機本体６の上側の掘削部分に、シールド
機本体６の前端上部の注入口４９から自硬性および流動
性を有する地盤改良材７を注入充填し、かつシールドジ
ャッキ４３を短縮させて、シールド機本体６のテール内
でセグメント５を組立連結する工程を行ない、前述の工
程を反復して行なってトンネル周囲における上側の半円
以上の範囲を地盤改良材７により地盤改良していく．地
盤改良予定場所の前端までトンネル周囲の上側の地盤改
良を行なったのち、第３図に示すように、シールド機本
体６における環状保持部材４４とセグメント５に固着さ
れた支持板５７とを、牽引杆５１，センターホールジャ
ッキ５４．受金具５９およびＪＩＭ６０等を介して連結
し、次にセンタ一ホールジャッキ５４における中空ピス
トン杆５５を後退移動させると共に、シールドジャッキ
４３を短縮させて、第ｌθ図に示すように、シールド掘
進機１４：１ストロークだけ後退させ、次に第１）図に
示すように、回転カッタディスク２を回転させ、かつス
ライドカッタ４がトンネル周囲における下側のほぼ半円
の範囲を回動するとき、前記スライドカッタ４を突出さ
せると共に、スライドカッタ４がトンネル周囲における
上側のほぼ半円の範囲を回動するとき、前記スライドカ
ッタ４を引込ませ、この状態で、前後移動用液圧シリン
ダ２８の伸長により回転力ツタディスク２およびこれに
付属するスライドカッタ４を前進移動させて、前記スラ
イドカッタ４によりトンネル周囲の下側の地盤および前
記上側の地盤改良材７の下部を掘削し、回転カッタディ
スク２を１ストローク前進させたのち、回転カッタディ
スク２の回転を停止する． 次に第１２図および第１３図に示すように、前後移動用
液圧シリンダ２８の短縮により回転カッタヂイスク２を
後退移動させながら、回転カッタディスク２の外周面板
の注入口４８と中央保持部材２０の注入口６２とビント
支持アーム２１の注入口６３とからトンネル周囲の下側
の掘削部および回転カッタディスク２の前部に生じる空
間に、自硬性および流動性を有する地盤改良材８を注入
充填して、トンネル周囲の下側および回転力，タディス
ク２の前部の地盤を地盤改良材８により改良すると共に
、各地盤改良材７，８を接合させる．次にセグメント覆
工ｌ３における最前部のセグメント５を、前述のように
１ピースずつ取外すと共に、セグメントを取外した部分
に対応するシールドジャッキ４３を伸長してセグメント
覆工ｌ３の前端面に当接し、かつセンターホールジャッ
キ５４における中空ピストン杆５５を前進移動したのち
、受金具５９を前進移動して中空ピストン杆５５の後端
面に係合すると共に、楔６ｏの圧入により受命具５９を
牽引杆５ｌに固定する．次にセンターホールジャッキ５
４における中空ピストン杆５５を後退させると共にシー
ルドジャフキ４３を短縮させることにより、シールド掘
進機ｌを１ストロークだけ後退させながら地盤を掘削し
、掘削終了後に、掘削部および回転カッタディスク２の
前部の空間に地盤改良材８を注入充填し、以下前述の工
程を反復して行なって、所要距離にわたるトンネル全周
の地盤改良を行なう．シールド掘進機ｌを後退させなが
ら、トンネルの全周の地盤改良を同時に行なうと、地耐
力が著しく小さくなって、シールド掘進８１の前側が下
向きにＩ１）斜し、かつシールド掘進機ｌが傾斜した状
態で移動するので、地盤改良部のトンネルのレベルに狂
いが生じるという問題が発生するが、トンネル周囲の地
盤改良を上側と下側とに分けて行なうことにより、シー
ルド掘進機ｌの傾斜を少なくできるので、地盤改良部に
おけるトンネルのレベルの狂いを少なくできる． トンネル周囲の地盤を上下に分けて地盤改良を行なう場
合、トンネル周囲の下側を先に改良したのち、トンネル
周囲の上側を改良してもよい．この場合は、シールド掘
進機ｌを前進させながらトンネル周囲の下側の地盤改良
を行なったのち、シールド掘進４１の後退と回転カッタ
ディスク２の後退とを反復して行なって、トンネル周囲
の上側の地盤改良を行なうが、スライドカッタ４による
掘削手段および地盤改良材の注入充填手段ならびにシー
ルド掘進機ｌの後退移動手段は前述の場合と同欅である
． トンネル周囲の地盤を上側と下側に分けて改良する場合
、トンネル周囲の上側の地盤改良を先に行なえば、トン
ネル周囲の下側の地盤改良を行なうとき、シールド掘進
機に作用する土圧が小さくなるので、地盤改良部におけ
るトンネルのレベルの狂いを殆ん・どなくすることがで
きる．地中でシールド掘進機のビットを交換するときは
、地盤改良部の後部に位置するシールド掘進機を地盤改
良部へ貫入させたのち、シールド掘進機を所定長後退さ
せれば、回転カッタディスク２の前部に改良地盤で保護
された作業空間を設けることができる． テールパンキングを交換するときは、シールド掘進機を
改良地盤中に位置させることにより、周囲からの漏水を
防止して交換作業を行なうことができる． 前記地盤改良材７，８としては、硬化時の一輪圧縮強度
が１５ｋｇｆ／一以上で、透水係数がｌｘ１０　−’　
ｃｓ　／　ｓｅｃ程度であるものを使用する．また泥水
加圧式シールド掘進機を使用する場合は、粘土，セメン
ト，砂および水を混合してなる泥状物とケイ酸ソーダと
からなる２液混合型の自硬性地盤改良材を使用し、前記
泥状物をボンブによりホースを経て注入口から注入する
と共に、注入日付近で前記泥状物にケイ酸ソーダを添加
混入する．さらにまた、土圧式シールド掘進機を使用す
る場合は、フィル・モルタル系の流動性を有する自硬性
地盤改良材を使用し、その地盤改良材をポンプによりホ
ースを経て注入口から注入する． 前記非凝結・固結性裏込材ｌ７としては、長時間にわた
って流動性に優れかつ止水性を有するものを使用する．
前記裏込材ｌ７としては、例えば２液混合型のものを使
用し、Ａ液とＢ液とをセグメントに設けた注入口付近で
混合する．次に２液混合型裏込材のｌｒｒＩ当りの配合
例を示す．〔発明の効果〕 この発明は前述のように構成されているので、以下に記
載するような効果を奏する． 回転される回転カッタディスク２に設けられたスライド
カッタ４をその回転カッタディスク２の外周から突出さ
せて、シールド掘進機ｌを移動することにより、トンネ
ル周囲の地盤を掘削し、かつその掘削部に地盤改良材７
を注入するので、シ一ルド掘進機ｌを利用してトンネル
周囲の地盤を容易にかつ安全に改良することができ、し
かもトンネル周囲の必要な部分のみを地盤改良すること
ができるので、短工期で経済的に地盤改良を行なうこと
ができる． また各スライドカソタ４を突出させた状態で回転カッタ
ディスク２を回転させながら、シールド掘進機！を後退
させて、トンネル全周の地盤を掘削すると共に、その掘
削部に地盤改良材７を注入することにより、トンネルの
全周の地盤を高能率で改良することができる．さらにま
た、シールド掘進機Ｉを後退させながら、トンネルの全
周の地盤改良を同時に行なうと、高能率で経済的に地盤
改良を行なうことができるが、地耐力が小さい地盤では
、シールド掘進機１の前側が下向きに傾斜し、かつシー
ルド掘進機ｌが傾斜した状態で移動するので、地盤改良
部のトンネルのレベルに狂いが生じるという問題が発生
ずるが、前述のように被改良地盤の地耐力が小さい場合
は、トンネル周囲の地盤改良を上側と下側とに分けて行
なうことにより、シールド掘進機１の傾斜を少なくでき
るので、地盤改良部におけるトンネルのレベルの狂いを
少なくできる．

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は第１発明の実施例を示すものであ
って・　第１図はシールドトンネルを掘進している状態
を示す縦断側面図、第２図はシールド掘進機におけ　る
環状保持部材に鋼製牽引杆の前端部を連結した　状態を
示す縦断側面図、第３図はシールド掘進機後退移動装置
をセントした状態を示す縦断側面図、第４図はシールド
掘進機後退移動装置によりシー　ルド掘進機を後退移動
した状態を示す縦断側面図、第５図は各スライドカッタ
を突出させると共に回転カッタディスクを回転させてト
ンネルの全周を掘削している状態を示す縦断側面図、第
６図は１　区画の地盤改良を終了した状態を示す縦断側
面図である．第７図は先行シールド掘進機と後行シール
ド掘進機とを改良地盤中で接合するときの状態を示す縦
断側面図である．第８図ないし第１３図は第２発明の実
施例を示すものであフて、第８向はトンネル周囲の上側
の地盤改良を行なっている状態を示す縦断側面図、第９
図はトンネル周囲の上側の地盤改良状態を示す縦断正面
図、第１０図は上側の地盤改良を終了したのちシールド
掘進機を後退させた状態を示す縦断側面図、第１）図は
トンネル周囲の下側の１区画を掘削した状態を示す縦断
側面図、第１２図はトンネル周囲の下側の１区画を地盤
改良した状態を示す縦断側面図、第１３図はトンネルの
地盤改良状態を示す縦断正面図である． 第１４図ないし第ｌ８図はこの発明を実施する場合に使
用するシールド掘進機を示すものであって、第１４図は
シールド掘進機の縦断側面図、第１５図はその正ＷＪ図
、第１６図はスライドヵ７タ付近を示す側面図、第１７
図はその縦断側面図、第１８図は第１５図のＡ−Ａ＆Ｉ
ｌ拡大断面図である．第１９図は従来の改良地盤および
深礎工の併用方式を示す縦断側面図、第２０図は従来の
凍結方式を示す縦断側面図、第２１図はその縦断正面図
である． 図において、ｌはシールド掘進機、２は回転カッタディ
スク、３はカンタ移動用液圧シリンダ、４はスライドカ
ッタ、５はセグメント、６はシールド機本体、７および
８は地盤改良材、ｌ２は外周面板、ｌ３はセグメント覆
工、ｌ６は前面盤、ｌ７は非凝結・固結性裏込材、２ｌ
はビット支持アーム、２２は中空アーム、２３はガイド
部材、２４は連結部材、２５はカンタビット、２６は支
持部材、２７は隔壁、２８は＃Ｉ後移動用液圧シリンダ
、２９は環状従動歯車、３３は力７タディスク回転用駆
動装置、３４はピニオン、３５はスライド部材、３６は
ガイド溝、３７はカンタビット、３８は支承部材、４２
は排土用スクリュウ、４３はシールドジャッキ、４４は
環状保持部材、４５は環状反力支承部材、４６は牽引杆
挿通用透孔、４８および４９は注入口、５１は鋼製牽引
杆、５２および５３は把持固定用ナット、５４はセンタ
ーホールジャッキ、５７は支持板、５日は連結具、５９
は受金具、６ｏは模、６２および６３は注入口である．

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シールド掘進機１における回転カッタディスク２
   の周囲に、ディスク半径方向に延長すると共にカッタ移
   動用液圧シリンダ３によりディスク半径方向に移動され
   る複数のスライドカッタ４を、ディスク周囲方向に間隔
   をおいて設け、各スライドカッタ４をディスク中心側に
   引込ませた状態で、回転カッタディスク２を回転させな
   がらシールド掘進機１を前進させてトンネルを掘進し、
   かつシールド掘進機１のテール内でセグメント５を組立
   連結し、次に地盤改良場所において、各スライドカッタ
   ４を突出させた状態で回転カッタディスク２を回転させ
   ながら、シールド掘進機１を後退させて、トンネル全周
   の地盤を掘削すると共に、その掘削部に地盤改良材７を
   注入するシールド掘進機を利用する地盤改良方法。
2. （２）シールド掘進機１における回転カッタディスク２
   の周囲に、ディスク半径方向に延長すると共にカッタ移
   動用液圧シリンダ３によりディスク半径方向に移動され
   る複数のスライドカッタ４を、ディスク周囲方向に間隔
   をおいて設け、各スライドカッタ４をディスク中心側に
   引込ませた状態で、回転カッタディスク２を回転させな
   がらシールド掘進機１を前進させてトンネルを掘進し、
   かつシールド掘進機１のテール内でセグメント５を組立
   連結し、次に地盤改良場所において、回転カッタディス
   ク２を回転させ、かつスライドカッタ４がトンネル周囲
   における上下方向の一方を回動するとき前記スライドカ
   ッタ４を突出させると共に、スライドカッタ４がトンネ
   ル周囲における上下方向の他方を回動するとき前記スラ
   イドカッタ４を引込ませながら、シールド掘進機１を前
   進させて、トンネル周囲における上下方向の一方の地盤
   を掘削すると共にその掘削部に地盤改良材７を注入し、
   次に回転カッタディスク２を回転させ、かつスライドカ
   ッタ４がトンネル周囲における上下方向の他方を回動す
   るとき前記スライドカッタ４を突出させると共に、スラ
   イドカッタ４がトンネル周囲における上下方向の前記一
   方を回動するときスライドカッタ４を引込ませながら、
   シールド掘進機１を後退させて、トンネル周囲における
   上下方向の他方の地盤を掘削すると共にその掘削部に地
   盤改良材８を注入し、かつ回転カッタディスク２の前部
   に生じる空間に地盤改良材８を充填するシールド掘進機
   を利用する地盤改良方法。