JPH03166492A - シールド工法 - 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） 本発明は、掘削面に泥土による圧力を加え、地下水の流
出や地山の崩壊を防止しつつ掘進する、いわゆる加圧掘
違法によるシールド工法の改良に関する． （従来の技術） 従来の加圧掘進法によるシールド工法は、シールド筒の
前端部内に隔壁を設け、該隔壁の前方開に回転カッター
ヘッドを設け、その隔壁前方側に泥土を充満させ、その
泥土にて切羽面を加圧しつつ回転カッターヘッドにより
地山を掘削するようにしている．近年は加泥材として、
気泡剤や高吸水性樹脂等も使用されている． また近年において、回転カッターヘッドを前後に移動可
能にし、掘削した土砂を加泥材と混合させて撹拌し、混
練して泥土となして排出する削土混練式の加圧堀進法が
開発されている．また、これらのシールド工法は、シー
ルド筒の後端内において掘進に応じてセグメントを円筒
形に組み立てて順次覆工筒を延長させるものであり、こ
の覆工筒は、シールド筒の外径より小さいため、地山掘
削面とシールド筒との間に隙間ができ、この隙間をセメ
ント系の裏込材により埋めている．裏込材の注入は覆工
筒のセグメントに開口させた注入孔を通して覆工後に行
っている．（発明が解決しようとする課題） 上述の如き従来のシールド工法では、掘削面と覆工筒と
の隙間を覆工後に裏込めにより埋めることとしているた
め、裏込め前に地山が崩壊したり、周囲の地山にゆるみ
が生じたりして地盤沈下を起し易く、また、この隙間内
に地下水が流れ込み易く、裏込めや止水作業に多くの労
力を要する等の問題があった． 本発明は上述の如き従来の問題にかんがみ、シールド筒
の掘進に伴って組み立てられる覆工筒の外測が自動的に
止水されて埋められ、覆工後の裏込め作業を要しないシ
ールド工法の提供を目的としたものである． （課題を解決するための手段） 上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達或する
ための本発明の特徴は、円筒状をしたシールド筒の先端
部に隔壁を設け、該隔壁の前方側に回転カッターヘッド
を設け、切羽を泥土にて安定させながら前記回転カッタ
ーヘッドによって掘削しつつ推進させるシールド工法に
おいて、前記回転カッターの回転半径方向側の端部に前
記シールド筒の外径より大きく掘削するコピーカッター
を設け、該コピーカッターより経時硬化性の液状をした
土質改良材を土中に注入しつつシールド筒外周位置の土
砂を撹拌することによって該土砂に流動性をもたせ、そ
の撹拌流動性土砂にて前記シールド筒の後端に順次組み
立てられるセグメントによる覆工簡と地山との間の間隙
を埋めて経時的に硬化させることにある． なお、本発明における泥土は、掘削する地山の土質に応
じてその粘性度を変化させるものであり、場合によって
は通常泥水と称される粘性度のものであってもよい． 本発明のシールド工法は、コピーカッターによりシール
ド筒の外径より大きい範囲の地山を撹拌し、これに液状
の改良材を注入して混練することにより、シールド筒外
の土砂が流動可能な状態となり、掘進に伴ってシールド
筒後端の覆工簡外にまで掘削部の泥土による切羽加圧力
が伝達され、これによって覆工筒外周に隙間が形戒され
ずに土質改良材入りの混練土砂で完全に埋められ、これ
が経時的に硬化する． 〈実腫例） 次に本発明の実施の一例を図面について説明する． 第１図，第２図は本発明による掘進途中の状態の一例を
示している．同図において、１はシールド機であり、２
は円筒状をしたシールド簡、３はシールド筒２の前端部
内に前後を仕切るように設けた隔壁、４は推進用の油圧
ジャッキ、５はセグメント組立用のエレクター、６は鋼
製もしくはコンクリート製のセグメント７によって円筒
形に組み立てられたトンネル覆工簡である． 隔壁３の前方側には軸８に支持され、油圧モータ９によ
り回転駆動されるスポーク型のカッターヘッド１０があ
り、このカッターヘッド１０はカッター摺動用の油圧シ
リンダー１０ａによって前後方向に往復できるようにな
っている．また、カッターヘッド１０には複数の加泥材
注入ノズル１１が開口され、掘削と同時にその掘削土中
に加泥材が注入され、切羽面１２に一定の泥土圧力が常
時加えられるようになっている． ｌ３はカッターヘッド１０に突設したカッタービットで
ある． カッターヘッド１０の各スポークの先端にコピーカッタ
ー１４が突出されている．このコピーカッター１４はシ
ールド筒２の外周位置の更に外側の地山を撹拌する長さ
に突出されており、各コピー力ツタ−１４には複数の土
質改良材注入ノズル１５が設けられ、この注入ノズル１
５から経時的に硬化する流動性のあるセメント系の土質
改良材が土中に注入されるようになっている．このよう
に構成されるシールド機１を使用し、油圧モータ９によ
り軸８を介してカッターヘッド１０を回転させ、必要量
の加泥材を注入し、切羽に所定圧を加えつつ掘削し、そ
の掘削土砂と加泥材とを混練し、流動性ある泥土として
スクリューコンベア１６により排出する．そして掘削に
応じて油圧ジャッキ４によりトンネル覆工筒６に反力を
取り、シールド機１を推進させ、その推進に応じてセグ
メント７を組み立てて覆工筒６を延長し、順次掘進する
． 一方、この掘進に際し、スポーク先端のコピー力ツタ−
１４によりシールド簡２の外周面より外側に位置する地
山を撹拌すると同時に、その地山内に土質改良材を注入
してその位置の土砂に流動性をもたせ、カッターヘッド
１０による削土の混練と同時にその周囲の地山の土砂を
その位置で混練し、流動性をもたせた改良層１７を形戒
する．このように改良層１７をシールドＩ！Ｊ２の外周
側に形成しつつシールド機を推進させることにより、第
１図に示すようにシールド筒２の後端において、その内
部より順次相対的に押し出さ覆工簡６の外周位置に掘削
部の泥土圧が加わり、流動化した改良層１７がシールド
筒２と覆工ｆ！！ｉ６との段差部分充填され、覆工簡６
の外周は空隙が形成されることなく改良層１７によって
密に埋められる．そしてその改良層１７は経時的に硬化
し、その外側の地山１８と覆工筒６間を一体化させる．
なお、図中１９はシールド筒２の内面覆工簡６の外面間
の間隙をシールしているテールパッキンである， （発明の効果） 本発明では、シールド掘進に際し、シールド筒の外周位
置に経時的に硬化する流動性をもたせた層を形成しつつ
掘進し、地山とセグメントによるトンネル覆工筒との間
を埋めるようにしたことにより次の如き効果がある． （１）トンネルに覆工筒と地山との間に隙間が形成され
ることがないため、トンネル周囲の地山のゆるみが防止
でき、地盤沈下が生じる虞れがない． （２）セグメントによるトンネル覆工筒の後、裏込め作
業が不要になり、手作業が少なく、少人数にて施工が可
能になる． （３）掘進直後のトンネル覆工筒の外周は、常に混練し
た難透水性泥土により覆われ、しかも泥水圧が加えられ
ているため、地山か゛らの出水が押さえられ、覆工後の
止水処理が不要になり、一次覆工のみで略完全な止水処
理がなされる．（４）特に軟弱地盤中にシールドトンネ
ルを構築する場合において、周囲の地盤を改良しながら
掘進することとなり、安定したトンネルが構築されると
ともに、シールド機をカーブさせて推進させたい場合、
トンネル周囲に強化された層が形成されるため、曲進め
際の反力が充分に得られ、予定した曲進が容易に得られ
る．（５）裏込注入作業において、注入圧の管理ミスに
よるセグメントの変形や、破損がなくなる．

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実賭の一例を示すもので、第１図は掘進
状態の断面図、第２図は同正面図である．１・・・・・
・シールド機、２・・・・・・シールド簡、３・・・・
・・隔壁、４・・・・・・油圧ジャッキ、５・・・・・
・エレクター、６・・・・・・トンネル覆工筒、７・・
・・・・セグメント、８・・・・・・軸、９・・団・油
圧モータ、１０・・・・・・カッターヘッド、１１．１
５・・・・・・ノズル、２・・・・・・切羽面、１３・
・・・・・カッタービット、４・・・・・・コピーカッ
ター ６・・・・・・スクリューコンベア、 ７・・・・・・改良層、１８・・・・・・地山、９・・
・・・・テールパッキン．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円筒状をしたシールド筒の先端部に隔壁を設け、該隔壁
   の前方側に回転カッターヘッドを設け、切羽を泥土にて
   安定させながら前記回転カッターヘッドによって掘削し
   つつ推進させるシールド工法において、前記回転カッタ
   ーの回転半径方向側の端部に前記シールド筒の外径より
   大きく掘削するコピーカッターを設け、該コピーカッタ
   ーより経時硬化性の液状をした土質改良材を土中に注入
   しつつシールド筒外周位置の土砂を撹拌することによっ
   て該土砂に流動性をもたせ、その撹拌流動性土砂にて前
   記シールド筒の後端に順次組み立てられるセグメントに
   よる覆工筒と地山との間の間隙を埋めて経時的に硬化さ
   せることを特徴としてなるシールド工法。