JPH0243494A - トンネルの構築工法及びそれに用いるシールド掘進機 - 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】 本発明はシールド工法及びシールド掘進機に関するもの
である。

（従来の技術） −ＪＲに地下鉄や地下自動車道路の建設は、主に開削工
法又はシールド工法で行われている。

該開削工法は地表面から断面箱型状の溝を掘削するとと
もに、該溝の上面開口部を床板で閉塞して掘削部を築造
した後に、再び必要な土を埋め戻して構築する工法であ
る。これは上述のように地表面から断面箱型状の溝を掘
削するため膨大な費用と期間がかかり、かつ市街地等で
は夜間にしか工事ができないという制限がある。

そのため現在では、一般にシールド工法が多く使用され
るようになっている。

このシールド工法とは、土砂を掘削するカッターを備え
たシールド機と、その外周に設けた円筒状のシールドフ
レームとで構成されたシールド掘進機を、編状の坑口か
ら地中に搬入して横方向に推進させてトンネルを掘削し
、その内周面にセグメントを覆工するという工法である
。

このシールド工法により地下鉄等を掘削する場合は、シ
ールド掘進機の大きさが限られているため、第６図に示
すようにトンネルを左右、又は上下に重ねた状態で掘削
していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、電車や自動車等の建築限界は矩形状であ
り、またケーブル等を敷設するためのトンネルも断面矩
形状であることが望ましい。

しかし、上記シールド工法は断面が円形状のため、無駄
な空間を掘削しなければならず、しかも任意の大きさの
トンネルを掘削する場合は、シールド掘進機の大きさが
限られているため、それに対応するシールド掘進機が得
られずに、２重或は３重の重ね堀りをしなければならな
かった。

そのため効率的な掘削が出来ないばかりか、工期が長く
なり、かつ工費も嵩むという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は無駄な空間のない断面箱型のトンネルが掘削で
きるとともに、任意の大きさのトンネルに容易に対応で
きるシールド掘進機を提供し、効率的でかつ工期の短い
安価なシールド工法を提供することである。

（課題を解決するための手段） 以上の課題を達成するための本発明の手段は、外周面が
矩形状のシールドフレームを備えたシールド機を、複数
組立てて任意の形状に形成したシールド掘進機で所定形
状のトンネルを掘削形成した後、該シールド掘進機を前
記形状とは異なる形状に組み立てて、前記トンネルと異
なる形状のトンネルを掘削形成することを特徴とするシ
ールド工法及び、かつ外周面が矩形状のシールドフレー
ムを備えたシールド機を、複数組立てて任意の形状に形
成してなることを特徴とするシールド掘進機に存する。

（作用） 而して上記構成によれば、坑口から搬入されたシールド
機を、該坑口の底部で連結して任意の大きさ及び形状の
シールド掘進機を組立形成する。

次に、このシールド掘進機で地山を削りながら横方向へ
推進することによりトンネルを掘削するとともに、その
内周面に現場打ち鉄筋コンクリートを覆工する。そして
、その中途部においてそのトンネルと異なる形状のトン
ネルを掘削する場合は、該シールド掘進機に更に必要な
数のシールド機を付加するか、又は不必要なシールド機
を分離解体して任意の形状及び大きさのシールド掘進機
を形成して掘削する。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本発明のシールド掘進機Ａは、編状の坑口の底部で組立
形成されたシールド機１が複数任意に連結されて構成さ
れるものである。

該シールド機１は地山を掘削する掘削部２と、外周面が
矩形状のシールドフレーム３とにより構成されている。

該掘削部２は円筒状の枠体４とカッター５とにより構成
され、該カッター５は環状のフレーム５ａに掘削部５ｂ
が取り付けられるとともに、回転軸５ｃがモータ６に連
結されることにより回転して地山を掘削するものである
。

また枠体４の前面板４ａにはカッター５により掘削され
た泥水等をトンネルｍ側に排出する排泥管７ａと泥水圧
による切羽の土圧に対向するための送泥管７ｂとが設け
られている。

この排泥管７ａ及び送泥管７ｂは泥水式の場合に設けら
れるものであるが、土圧式の場合は排泥管７ａのかわり
にスクリュウコンベヤが設けられ、これにより排泥する
ものである。

また枠体４内部周面の対角位置には並列状に配置された
一対のシールドジヤツキ８が設けられ、その先端部８ａ
がトンネルｍの内面に組立てられた型枠ｋに当接され、
該型枠ｋを押圧することにより推進反力をシールド機１
に与えている。

シールドフレーム３は矩形状の外筒３ａと円筒状の内筒
３ｂとが連結片３ｄを介して連結して構成され、第４図
に示すように防水性のクツション材９を介してボルト３
Ｃにより枠体４の外周に嵌合固着されている。

またシールドフレーム３の先端部は、切羽側の地山に喰
い込みやすいように内側に傾斜したテーパー状の凹部１
０が形成され、該凹部１０の外側には地山に水を噴射す
る噴射体１１が適宜間隔をもって設けられ、その噴射ノ
ズルｌｌａが凹部１０の内側に臨んでいる。

該シールドフレーム３における外筒３ａと内筒３ｂとの
間にはプレスジヤツキ１２が適宜間隔ごとに設けられ、
伸縮自在な押圧シリンダー１２ａがトンネル内周面に伸
長してトンネル内周面に覆工した現場打ち鉄筋コンクリ
ートｎを押圧することによりその反力でシールド機１を
推進させる。

またシールドフレーム３の外筒３ａの周面には他のシー
ルド機１を連結組立する連結ボルト１３が備えられ、該
連結ボルト１３により任意の数のシールド機１が接続さ
れて第１図及び第２図に示すようなシールド掘進機Ａが
組立形成される。

次に本発明のシールド掘進＠Ａを使用したシールド工法
について説明する。

まず始めに該シールド掘進機Ａを地中に搬入するための
編状の坑口を掘削し、該坑口中においてシールドＲ１を
組立てるとともに、これらのシールド機１を連結ボルト
１３で互いに連結結合することによりシールド掘進機Ａ
を組立形成する。そして第１図に示すように、各シール
ド機１におけるシールドフレーム３先端部の噴射ノズル
ｌｌａから切羽側に水を噴射して地山を緩めながらカッ
ター５を回転させることにより地山が掘削され、その掘
削された土砂は泥水となって排泥管７ａがら後部側（ト
ンネル内周面）へ排出される。

この際、シールド掘進機Ａの外側のシールド機１におけ
るプレスジヤツキ１２が、坑口の壁面に当接されてこれ
を押圧することにより、その反力でシールド掘進機Ａが
前方へ推進せしめられてトンネルｍが掘削される。そし
°て該トンネルｍの内周面に型枠ｋを組み立ててその間
に現場打ち鉄筋コンクリートｎを打設する。

次に、この型枠ｋ及び現場打ち鉄筋コンクリートｎに、
シールド掘進機Ａの外側のシールド機１におけるシール
ドジヤツキ８及びプレスジヤツキ１２を当接し、これを
押圧しながらその反力によりシールド掘進機Ａを更に推
進させる。

そして、これらの一連の動作を繰り返すことにより地下
構造物Ｔを構築するものである。

さらに、第５図に示すように途中から形状及び径の異な
るトンネル、例えば地下鉄における駅部を掘削形成する
場合は、シールド掘進機Ａに他のシールド機１を付加し
て掘削する。

そして途中から小径のトンネルを掘削する場合は、いく
つかのシールド機１を分離解体して掘削し、さらに２つ
の異なる方向へトンネルを掘削する場合は、シールド機
１の連結ボルト３ｂを外して、シールド掘進機Ａを２つ
に分離解体して掘削し、中途部からこれら分離解体した
シールド掘進機を再び合致させて掘削することもできる
。

（発明の効果） 本発明は以上の様な構成にしたことにより下記の効果を
有する。

■　外周面が矩形状のシールドフレームを備えたシール
ド機を、複数組立てて任意の形状のシールド掘進機を形
成したことにより、無駄な空間のない断面箱型のトンネ
ルが掘削できるとともに、任意の大きさ及び形状のトン
ネルに容易に対応できるシールド掘進機を提供すること
ができる。

■　外周面が矩形状のシールドフレームを備えたシール
ド機を、複数組立てて任意の形状に形成したシールド掘
進機で所定形状のトンネルを掘削形成した後、該シール
ド掘進機を前記形状と異なる形状に組み立ててト・ンネ
ルを掘削することにより、一つのトンネル中に形状及び
大きさの異なるトンネルを容易に、且つ効率的に掘削形
成することができる。

■　外周面が矩形状のシールドフレームを備えたシール
ド機を、複数組立てて任意の形状に形成したシールド掘
進機で所定形状のトンネルを掘削形成した後、該シール
ド掘進機を前記形状とは異なる形状に組み立てることが
できるので、該シールド掘進機を２以上に分割すること
により、トンネルの途中から異なる方向に進む２以上の
トンネルを掘削することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシールド掘進機の断面図、第２図は第
１図のＢ＝Ｂ線断面図、第３図は同Ｃ−Ｃ線断面図、第
４図は要部の拡大断面図、第５図はトンネルの構築状態
を示す断面図、 第６図は従 来の掘削を示す１ヘンネルの断面図である。 Ａ：シールド掘進機 １　： シールド機 ３　： シールドフレーム ｍ　： トンネル 特 許 出 願 人 戸田建設株式会社 渠 図 １υ １Ｇ ｅ 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周面が矩形状のシールドフレームを備えたシー
   ルド機を、複数組立てて任意の形状に形成したシールド
   掘進機で所定形状のトンネルを掘削形成した後、該シー
   ルド掘進機を前記形状とは異なる形状に組み立てて、前
   記トンネルと異なる形状のトンネルを掘削形成すること
   を特徴とするシールド工法。
2. （２）外周面が矩形状のシールドフレームを備えたシー
   ルド機を、複数組立てて任意の形状に形成してなること
   を特徴とするシールド掘進機。