JPH02285198A - シールドトンネル地中ドツキング工法及びシールド掘進機 - 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〕 本発明はシールドトンネルの地中ドツキング工法及びシ
ールド掘進機の改良に関し、より詳しくは滞水砂礫層の
如き軟弱な地盤に長大なトンネルを構築する場合に好適
な２点発進によるシールド掘進機によるシールドトンネ
ル地中ドツキング工法及びこの工法に使用するシールド
掘進機に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にシールド掘進機は滞水砂礫層の如き軟弱な地盤に
トンネルを構築する場合に最適な掘進機として広く使用
されているもので、その掘削の進行につれて後方におい
てセグメントを裏張りしてトンネルを構築するものであ
る。

この工法に使用されるシールド掘進機の概略は第１０図
に示すように筒状の外殻ｌの前方に多数のカッタービッ
ト２を植立し、かつ外殻工よりも僅かに大なる径を有す
るカッターホイール３を取付け、このカッターホイール
３をカンタ−モータ４により回転させて他山を掘削し、
掘削された土砂を取出口５から外部へ取り出しながら前
進するようになっている。なお、６は土砂が流入するの
を防止するために設けられたバルクヘッドであり切削部
分と作業室との区画壁である。

ところで、構築するトンネルが長大なものとなる場合、
工期短縮を計るためトンネルの両端より掘削し、トンネ
ルのほぼ中央部でドツキングすることが考えられるが、
この場合、ドツキングした後、ドツキング位置でのシー
ルを完全に行い掘削した土砂や水等がシールド掘進機内
に流入するのを防止し、然る後各シールド掘進機を解体
してトンネル外に取り出す必要がある。

従来、このドツキング位置でのシール方法として「薬液
注入工法」と「凍結工法」が知られている。前者は、２
台のシールド掘進機をドツキング後周囲の地山に特殊な
薬液を注入して、これを固化する方法であり、後者は地
山中に冷媒を供給して地山中の水を凍結固化するもので
ある。

しかしながら、前者においては薬液注入後の上質改良度
合の不均一性から強度上、信頼性に欠ける点があり、ま
た後者においては凍結させるために数ケ月ないし１年程
度の長期間を必要とするばかりでなく解凍に際して周囲
の土砂が緩み、トンネル接合部に変形が生じる等の問題
がある。

かかることから本発明者等は、シールド掘進機のカッタ
ーホイールの前方にフードで囲まれた区画を形成し、こ
の区画内に充填物を充填して固化し、この充填物を他方
のシールド掘進機によって掘削してフード内に他方のシ
ールド掘進機の先端を嵌合させた後、嵌合部の周囲の地
山に薬液を注入固化させる方法とこれに使用するシール
ド掘進機を先に提案した（特願昭６２−２５７３１３号
）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記したようなフードで囲まれた区画を
形成して充填物を充填固化させる方法においては、充填
物自体が多量に必要であり、又その固化に長時間かかる
ばかりでなく、薬液注入を利用するため充分に信頼性を
得ることができないなどの問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記したような従来の問題点を解決するために
なされたものであって、２点から各１台のシールド掘進
機をそれぞれ発進させ、定点でドツキングさせるように
したシールド堀進方法において、一方のシールド掘進機
のカッターホイール外周部に配置された刃物で該カッタ
ーホイールの前方に第１のリング溝を形成し、該第１の
リング溝内に充填材を注入固化させて予備リング壁を形
成させた後、他方のシールド掘進機のカッターホイール
外周部に配置された刃物で該カッターホイールの前方で
あって、かつ前記予備リング壁の一部を切削した第２の
リング溝を形成し、該第２のリング溝内に充填材を注入
固化させてリング壁を形成し、止水連結板を前記リング
壁の内面に接し、かつ相対向する２個のカッターホイー
ルに取付けるようにしたシールドトンネル地中ドツキン
グ工法とこの工法に使用されるシールド掘進機を提供せ
んとするものである。

〔作　用〕

本発明によれば、２点から各１台のシールド掘進機が発
進され、この各シールド掘進機が定点に達すると所定の
間隔を置いて止められる。

そして先ず一方のシールド掘進機のカッターホイールの
外周部に出没可能に設けられている刃物を突出させ、こ
の刃物自体を回転させるか、又はカッターホイールを回
転させるかによってカッターホイール前方の地山中に第
１リング溝が形成される。

そしてこの第１のリング溝にモルタル等の充填材が充填
固化され予備リング壁が形成される。

然る後、他のシールド掘進機のカッターホイールの外周
部に出没可能に設けられている刃物を突出させ、これを
回転させて予備リング壁の外周又は内周の何れのか一方
の一部を切削する第２のリング溝が形成される。

そしてこの第２のリング溝にモルタル等の充填材が充填
固化され、前記予備リング壁と合せたリング壁が形成さ
れる。

このようにリング壁が形成された後、このリング壁の内
面接するとともに各シールド掘進機のカッターホイール
全面にリング状の止水連結板を取付けた後、各シールド
間に存する地山が排出される。

〔実　施　例〕

以下第１図乃至第９図に基づき本発明によるシールドト
ンネル地中ドツキング工法及びシールド掘進機の実施例
を説明する。

第１図は本発明によるシールドトンネル地中ドツキング
工法を実施するために使用される第１のシールド掘進機
１１の側面図であって、この第１のシールド掘進機１１
は筒状の外殻１２の前方に多数のカッターとット１３を
植立するとともに、その外周部に前方に出没可能な刃物
１４を有するカッターホイール１５を取付け、このカッ
ターホイール１５をカッターモータ１６により回転させ
て他山を掘削し、掘削された土砂を取出口１７がら外部
へ取り出しながら前進するようになっている。

詳述すれば、刃物１４は第２図乃至第５図に示されるよ
うに油圧ジヤツキ１８を操作することによりカッターホ
イール１５の前方に出没可能に構成するとともに、カッ
ターホイール１５の前方に半径ｌ（第２図）とする同一
円周上に複数個配置されている。

１９はモルタル等の充填材充填用の注入管であって、刃
物１４と同一円周上に複数個設けられている。なお、後
述する第２のシールド掘進機２０（第４図（ｅ））も同
様に構成されるが、カッターホイール１５に取付けられ
る刃物１４及び注入管１９は何れも第１のシールド掘進
機１１の半径！より異なる径！”　となるように構成さ
れる。即ち第１のシールド掘進機１１の刃物１４により
形成される第１のリング溝に対して第２のシールド掘進
機２０の刃物１４で形成される第２のリング溝は外側又
は内側の何れかに位置するように構成される。

かかる構成の第１のシールド掘進機１１と第２のシール
ド掘進機２０とは２点から発進して定点まで達すると次
の操作を行う。

（ａ）　　先ず第１のシールド掘進機１１の油圧ジヤツ
キ１８を操作してカッターホイール１５の前面に刃物１
４を突出させるとともにカッターホイール１５を回転さ
せて第１のリング溝２１を形成させる（第４図（ａ））
。

（ｂ）　　次に、油圧ジヤツキ１８を操作して刃物１４
をカッターホイール１５内に引込めた後、注入管１９か
ら第１のリング溝２１内にモルタル等の充填材を充填固
化させ予備リング壁２２を形成させる（第４図（ｂ））
。

（ｃ）　　そして、第２のシールド掘進機２０の刃物１
４を前記と同様カッターホイール１５の前面に突出させ
、第２のリング溝２３を形成する。そしてこの第２のリ
ング溝２３内に注入管１９より充填材を充填し、これを
固化させモルタル止水壁としてのリング壁２４を形成す
る（第４図（ｃ）〜（ｅ））。

このとき第２のリング溝２３は少なくとも予備リング壁
２２（第４図（ｃ））の一部が残るように形成される。

（ｄ）　　前記第４図（ｅ）に示す工程においてモルタ
ル止水壁として形成されたリング壁２４が固結したのを
確認した後、両側のカッターホイール１５゜１５の内周
部を解体する。

そして固結したモルタルを所定の位置まで除去する。

その後、準備していた止水連結板２５（リングプレート
）を人手によって両力ツタ−ホイール１５の残部の間に
溶接することによって２基のシールド掘進機１１．２０
のドツキングが完了するく第４図（ｆ））。

第５図乃至第８図は本発明によるシールドトンネル地中
ドツキング工法を実施するために使７用されるシールド
掘進機の他の実施例の要部を示すものであって、第７図
に示すようにカッターホイール２６の外周部に取付けら
れる刃物２７は中心部にモルタルの注入管２８を有する
支持材２９に取付けられ、この支持材２９は軸受３０（
第８図）により支持され、かつ図示しない駆動装置によ
り回転される回転軸３１の一端に取付けられている。そ
してこの軸受３０を有する摺動材３２を油圧ジヤツキ３
３（第６図）により移動させることにより刃物２７をカ
ッターホイール１５に出没可能になっている。

（ｅ）　　かかる構成のシールド掘進機１１．２０にお
いてはこの掘進機１１．２０が刃物２７で掘削しながら
定点に達すると、この刃物２７をカッターホイール１５
の前方に突出させた後回転させて、第９図に示すように
先ず単一の穴３４を削孔する。

そしてカッターホイール１５を角度θだけ回転させて次
の単一の穴３４ａを削孔する。このように順次単一の穴
３４，３４ａ、３４ｂを次々に削孔して第１のリング溝
３５を形成する。

然る後、第１実施例と同様に第７図に示した注入管２８
からモルタル等の充填材をこの第１のリング溝３５に充
填固化させる。

同様に他のシールド掘進機２０．１１により単一の穴３
６を順次削孔して第２のリング溝３７を形成する。そし
てこの第２のリング溝３７にも充填材を充填固化させて
リング壁３７を形成させる。

このようにしてリング壁３７が形成された後、２台のシ
ールド掘進機１１．２０の間に存する充填材や土砂等が
排出され、このシールド掘進機１１゜２０の内周部が解
体され、次いで第４図（ｆ）のように止水連結板２５が
取付けられてドツキングが完了する。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によるシールド
トンネル地中ドツキング工法及びシールド掘進機によれ
ば、２台のシールド掘進機のドツキング部において、モ
ルタル等の充填材により止水壁としてのリング壁を形成
し、然る後、このリング壁内面に止水連結板を配置する
ようにした所謂メカニカル接合としたため、ドツキング
部の強度上の信頼性が得られる。

また、工期を大幅に短縮することができ、かつ充填材も
極めて少なく押えることができるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は、本発明によるシールドトンネル地
中ドツキング工法及びシールド掘進機の実施例を示すも
のであって、第１図はシールド掘進機の側面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ矢視図、第３図は第２図のＢ−Ｂ断面
図である。 第４図（ａ）〜（ｆ）は本発明に係るドツキング方法の
説明図である。 第５図は他の実施例のシールド掘進機の一部拡大断面図
、第６図は第５図の０部の拡大図、第７図は第６図のｄ
−ｄ矢視図、第８図は摺動材の断面図、第９図は第１及
び第２のリング溝形成方法説明図、第１０図は従来のシ
ールド掘進機の側面図である。 １．１２・・・外殻　　　　２，１３・・・カッタービ
ット３、１５．２６・・・カッターホイール４．１６・
・・カッターモータ　５，１７・・・取出口６・・・バ
ルクヘッド　１１・・・第１のシールド掘進機１４、２
４・・・刃物　　　１８．３３・・・油圧ジヤツキ１９
、２８・・・注入管　　２０・・・第２のシールド掘進
機２１、３５・・・第１のリング溝 ２２・・・予備リング壁　２３．３７・・・第２のリン
グ壁２４・・・リング壁　　　　２５・・・止水連結板
２９・・・支持材　　　　　３０・・・軸受３１・・・
回転軸　　　　　３２・・・摺動材３４、３６・・・単
一の穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２点から各１台のシールド掘進機をそれぞれ発進さ
   せ、定点でドッキングさせるようにしたシールドトンネ
   ル掘進方法において、 （ａ）一方のシールド掘進機のカッターホイール外周部
   に配置された刃物で該カッターホィールの前方に第１の
   リング溝を形成する工程と、 （ｂ）該第１のリング溝内に充填材を注入固化させ予備
   リング壁を形成させる工程と、 （ｃ）他方のシールド掘進機のカッターホイール外周部
   に配置された刃物で該カッターホィールの前方であって
   、かつ前記予備リング壁の一部を切削した第２のリング
   溝を形成する工程と、 （ｄ）該第２のリング溝内に充填材を注入固化させてリ
   ング壁を形成する工程と、 （ｅ）止水連結板を前記リング壁の内面に接し、かつ相
   対向する２個のカッターホイールに取付ける工程 とからなるシールドトンネル地中ドッキング工法。 ２、シールド掘進機のカッターホイールの外周部に該カ
   ッターホイールの前方に出没可能な刃物と充填材注入管
   とを配置したことを特徴とするシールド掘進機。