JPH03166491A - 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接合を行うシールド掘
進機に関するものである。

［従来の技術］ 近年、シールド工事において、海底下の長距離トンネル
や市街地を通過する都市トンネル等では、シールド掘進
機などの搬入、搬出に必要な立坑の・用地確保の困難さ
、コストダウンの必要性等からシールドトンネルの地中
接合が望まれている。

上記地中接合は、２台のシールド掘進機を用いて地中を
両側から掘進し、両シールド掘進機が向かい合い且つ接
近した時点で、両シールド掘進機間の土砂崩壊や高圧地
下水の噴出を防ぎ得るよう切羽周辺地盤を薬液注入や凍
結により固化せしめた後、前記両シールド掘進機を解体
、撤去してコンクリートで二次覆工を行い、両側からの
シールドトンネルを地中にて接合するものである。

ところが、上記従来の地中接合では、切羽周辺地盤を広
範囲にわたって固化しなければならないので、その’ｌ
ｓＱから固化完了までに多大な工期を要すると共に、肌
落ちと呼ばれる部分的な脱落現象により高圧地下水の噴
出の危険性を生じる問題があった。

そこで、最近になって、地中接合を行うシールド掘進機
に機械的な接合機構を設けることによって、地中を両側
から掘進してきた２台のシールド掘進機が機械的に直接
接合するようにした地中接合工法が開発された。

第５図〜第７図は上記の機械的な地中接合工法の一例を
示すもので、地中接合を行わしめる２台のシールド掘進
機１ａ．　ｌｂは、各々のカツタヘッド２外周部を半径
方向に伸縮可能なオーバーカッタ３で構成すると共に、
一方のシールド掘進機１ａの前端外周部に軸方向に進退
動可能な円筒状の可動フード４を設け、且つ他方のシー
ルド掘進機１ｂの前端外周部には前記可動フード４を嵌
合し得る貫入室５を設け、該貫入室５前面には受圧ゴム
リング６を軸方向に摺動可能に嵌合してある。

尚、図中７はスキンプレート、８はコンクリト、９はセ
グメント、１０はシールドジャッキ、ｌ１はカッタ駆動
用モータ、ｌ２はカツタスライドジャッキを示す。

而して、地中接合を行うべく地中を両側から掘進してき
た２台のシールド掘進機１ａ，　ｌｂを、カッタヘッド
２が接触する寸前で掘進を停止し、第５図に示す如く両
シールド掘進機１ａ．ｌｂ内から切羽側に向け泥土圧又
は泥水圧を作用させながら、カッタヘッド２のオーバー
力ッタ３を収縮させてカッタヘッド２径を縮小した後、
両シールド掘進機１ａ．　ｌｂをシールドジャッキｌＯ
により推進させながらカッタヘッド２をカッタスライド
ジャッキｌ２により夫々後方に引き込んで、両シールド
掘進機１ａ．１ｂを接近させ、第６図に示す如く一方の
シールド掘進機１ａの可動フード４を他方のシールド掘
進機ｔｂの貫入室５に挿入して機械的に接合する。然る
後、第７図に示す如く接合部分Ａ及びスキンプレート７
を残して両シールド掘進機１ａ．　ｌｂを解体、撤去し
てコンクリート８で二次覆工を行えば、シールドトンネ
ルの地中接合を、前述した種々の問題を生じることなく
安全に行うことが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしムがら、上記の第５図〜第７図に示した地中接合
工法においては、両シールド掘進機１ａ＋　ｔｂの機械
的に接合の際に、可動フード４がオーバーカッタ３に当
接しないよう該オーバー力ッタ３を収縮しなければなら
ないが、このオーバーカッタ３はトンネル掘削作業の完
了時に初めて収縮作動されることになる為、確実に作動
するかどうか作動信頼性に問題があった。

即ち、上述した地中接合では伸縮可能なオーバー力ッタ
３を突出せしめた状態で長距離の掘削を行わせることに
なる為、構造上オーバー力ッタ３の耐久性に問題があり
、オーバー力ツタ３の収縮作動が不可能となるような故
障発生の可能性が高く、万一１箇所でも収縮しないオー
バーカッタ３があれば可動フード４を突出させることが
できなくなる恐れがあった。

本発明は上述の実情に鑑みて威したもので、可動フード
を確実に突出させて両シールド掘進機間を可動フードに
より機械的に閉塞し得る作動信頼性の高いシールド掘進
機を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段］ 本発明は地中を対向接近するよう掘進して地中接合を行
う２台のシールド掘進機において、該両シールド掘進機
のカッタヘッド外周部に各々周方向所定間隔で外周ビッ
トを突設すると共に、一方のシールド掘進機の前端外周
部に、前記外周ビットを収容し得る切欠き部を櫛歯状に
形成した円筒状の可動フードを軸方向に摺動可能に外嵌
し、他方のシールド掘進機の前端周縁部には前記可動フ
ードと当接可能な環状の固定フードを設けたことを特徴
とするものである。

［作　　　用］ 従って本発明では、地中を接近するように掘進してきた
両シールド掘進機を、カッタヘッドが接触する寸前で停
止させ、両カッタヘッドの各外周ビットを可動フードの
切欠き部形威位置に対応させるべく前記両カッタヘッド
の回転角度を各々調整し、然る後、一方のシールド掘進
機に備えた可動フードを他方のシールド掘進機に向け突
出させると、前記可動フードは各切欠き部に両カッタヘ
ッドの外周ビットを収容しつつ突出して、固定フードに
到達し、両シールド掘進機間の空間を機械的に閉塞する
。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図〜第４図は本発明の一実施例であり、シールドト
ンネルの地中接合を行わせるようにした２台のシールド
掘進機Ｌ３ａ．　１３ｂにおいて、該両シールド掘進機
１３ａ．　１３ｂのカッタヘッドｌ４を、夫々第２図に
示すように外周部にオーバー力ツタ（第５図参照）を備
えない一体構造物として設け、その外周部にはカッタヘ
ッドｌ４に一体に固着された複数の外周ビットｌ５を周
方向所定間隔で突設する。

更に第１図に示すように、一方のシールド掘進機＋３ａ
の前端外周面に、円筒状の可動フードｌ６を軸方向に摺
動自在に外嵌し、該可動フードｌ８内周面の所要位置に
は、前記シールド掘進機１３ａの前端外周部を構成する
スキンプレートｌ７に形成した長孔ｌ８を通して前記シ
ールド掘進機１３ａ内部に突出されたブラケットｌ９を
固着し、該ブラケット１９をシールド掘進機１３ａ内周
部の所要位置に配設された軸方向に伸縮可能なフードジ
ャッキ２０にビン２ｌを介して連結し、前記可動フード
１Ｂをフードジャッキ２０の伸縮作動により軸方向に進
退動し得るよう構成する。

ここで、上記可動フードｌＢ前端部には、第３図に示す
ように地中接合を行う際に対峙する両シールド掘進機１
３ａ，　１３ｂのカッタヘッドＬ４の外周ビットｌ５を
避けて可動フードｌ６を突出させる為に、前記外周ビッ
トｉ５を収容し得る切欠き部２２を前記各外周ビットｌ
５の突出位置に対応させて櫛歯状に形成しておく。

又、他方のシールド掘進機１３ｂの前端周縁部を構成す
るスキンプレートｌ７前端には、前記可動フード１６前
端と当接可能な環状の固定フード２３を設ける。

更に、前記両シールド掘進機１３ａ．ｌ３ｂの各々の前
端内周部に、周知構造の複数本の放射凍結管２４を、シ
ールド掘進機１３ａ又はｔａｂ内部から各々のカッタヘ
ッドｌ４外周囲の地盤に向け突出し得るよう周方向所要
間隔で配設し、上記放射凍結管２４をカッタヘッドｌ４
外周囲の地盤中に突出せしめ且つ放射凍結管２４内に冷
却媒体を循環させて放射凍結管２４自身を冷却すること
により、前記力ツタヘッドｌ４外周囲の地盤を凍結し得
るようにする。

尚、図中２５は送泥管を示す。

以下、作動を説明する。

地中接合を行うべく地中を両側から掘進してきた両シー
ルド掘進機１３ａ，１３ｂを、カッタヘッドｌ４が接触
する寸前で掘進を停止させ、前記両シールド掘進機Ｌ３
ａ．ｌ３ｂの両カッタヘッドｌ４の回転角度を夫々調整
し、各々の外周ビット１５同志を位置合わせして、該各
外周ビット１５を一方のシールド掘進機＋３ａの可動フ
ード１６の切欠き部２２形成位置に対応させる。

然る後、第４図に示すようにフードジャッキ２０を伸長
して可動フードｌ６を他方のシールド掘進機１３ｂに向
け突出させると、上記可動フード１Ｇは、各切欠き部２
２に両カッタヘッドｌ４の各外周ビットｌ５を収容しつ
つ突出して各外周ビットｌ５に突出を妨げられることな
く他方のシールド掘進機ｔａｂの固定フード２３に到達
し、両シールド掘進機１３ａ，　１３ｂ間の空間を機械
的に閉塞する。

上記の如く可動フード１６が固定フード２３に到達した
ら、第４図中二点鎖線で示すように、両シールド掘進機
１３ａ，　１３ｂに備られた放射凍結管２４を突出して
カッタヘッド１４外周囲の地盤に貫入、該地盤の凍結を
行い、凍土Ｘを形戊する。

ここで上記凍結は、可動フードｌ６に切欠き部２２を形
成したことにより生じる外周ビット１５周囲の僅かな隙
間と、荊記可動フード１Ｂ及び固定フード２３の当接部
に生じる僅かな隙間とを凍結により止水させ得る程度で
良い。

上記凍結により前記隙間の止水を完了したら、両シール
ド掘進機ｔａａ，　１３ｂを解体、撤去し、コンクリー
トで二次覆工を行ってシールドトンネルの地中接合を完
了する。

従って、上記によれば、前述した第５図〜第７図の地中
接合工法に用いるシールド掘進機１ａ，ｔｂの如く、カ
ッタヘッド外周部に備えたオーバー力ツタを半径方向に
収縮することによりカッタヘッド径を縮小するという作
動信頼性の低い手段を用いることなく、可動フードｌ６
の突出を防げる外周ビット１５を切欠き部２２に収容す
ることによって、極めて容易且つ確実に可動フードｌ６
を突出させて固定フード２３に到達させることができる
ので、可動フードｌ６の作動信頼性を大幅に向上するこ
とができ、両シールド掘進機１３ａ．１３ｂ間の空間を
前記可動フードｌ６により確実に閉塞することができる
。

更に、放射凍結管２４による凍結は外周ビット｛５周囲
と、可動フード１６及び固定フード２３の当接部とに生
じる僅かな隙間を止水できれば良いので、従来の凍結工
法と比べ凍結範囲を著しく縮小化することができ、工期
の大幅な短縮を図ることかできる。

又、両シールド掘進機１３ａ，１３ｂ間の土砂崩壊や高
圧地下水の噴出を確実に防止することができるので、前
記両シールド掘進機１３ａ．１３ｂの解体、撤去の作業
の安全性を著しく向上することができる。

尚、上記実施例においては、止水手段として放射凍結管
２４による凍結方式を採用しているが、斯かる止水手段
は薬液注入方式等を採用しても良いことは勿論−である
。

尚、本発明のシールド掘進機は、上述の実施例にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のシールド掘進機によれば
下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｄ　従来の如くカッタヘッド外周部に備えたオーバー
力ツタを半径方向に収縮することによリカッタヘッド径
を縮小するという作動信頼性の低い手段を用いることな
く、可動フードの突出を防げる外周ビットを切欠き部に
収容することによって可動フードの作動信頼性を大幅に
向上することができ、両シールド掘進機間の空間を前記
可動フードにより確実に閉塞することができる。

（ｎ）　　上記（Ｄにより、外周ビット周囲と、可動フ
ード及び固定フードの当接部とに生じる僅かな隙間以外
は、可動フードにより確実に閉塞することができるので
、薬液注入や凍結等の止水手段を施工する場合、その施
工範囲を著しく縮小化することができ、工期の大幅な短
縮を図ることができる。

■　両シールド掘進機間の土砂崩壊等を確実に防止する
ことができるので、両シールド掘進機の解体、撤去の作
業の安全性を著しく向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図の
カッタヘッドの正面図、第３図は第１図の可動フードの
展開図、第４図は第１図の作動説明図、第５図、第６図
、第７図は従来の機械的な地中接合工法の一例を示す断
面図である。 図中、１３ａ，　１３ｂはシールド掘進機、ｌ４はカッ
タヘッド、ｌ５は外周ビット、ｌ６は可動フード、２０
はフードジャッキ、２２は切欠き部、２３は固定フード
を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）地中を対向接近するよう掘進して地中接合を行う２
   台のシールド掘進機において、該両シールド掘進機のカ
   ッタヘッド外周部に各々周方向所定間隔で外周ビットを
   突設すると共に、一方のシールド掘進機の前端外周部に
   、前記外周ビットを収容し得る切欠き部を櫛歯状に形成
   した円筒状の可動フードを軸方向に摺動可能に外嵌し、
   他方のシールド掘進機の前端周縁部には前記可動フード
   と当接可能な環状の固定フードを設けたことを特徴とす
   るシールド掘進機。