JPH03206290A - Shield excavator - Google Patents

Shield excavator

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JPH03206290A
JPH03206290A JP1344108A JP34410889A JPH03206290A JP H03206290 A JPH03206290 A JP H03206290A JP 1344108 A JP1344108 A JP 1344108A JP 34410889 A JP34410889 A JP 34410889A JP H03206290 A JPH03206290 A JP H03206290A
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JP
Japan
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segment
shield
existing
tunnel
inner shell
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JP1344108A
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Japanese (ja)
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Ryusaburo Otsuka
隆三郎 大塚
Shigeo Fujii
茂男 藤井
Masaaki Ura
浦 雅明
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IHI Corp
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IHI Corp
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the size of a tunnel as existing equipment is jointly used by building an inner shell to build an inner pipe wall for shielding the existing embedded pipe side and the machine body side to a shield frame formed along an existing embedded pipe. CONSTITUTION:A shield excavator comprising a shield frame 23 having a cutter 22 for excavating the outer periphery of an exhausting segment 21 being the existing embedded pipe of a jointly used shield tunnel and an inner shell 24 mounted thereon is set concentrically to the segment 21. The outer periphery of the segment 21 is excavated, a new segment 29 is assembled by means of an erector 5, and simultaneously with the assembly of the new segment, a temporary segment 31 is assembled in a position in front of the rear end of the inner shell 24 by means of an erector 30. Further, a gap between the inner shell 24 and the segment 21 is sealed to shut off the interior of the segment 29 from underground water and sludge, and the size of a tunnel is increased without exercising an influence on an existing tunnel.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、トンネルを掘削すると共にセグメントを順次
組み立てて覆工するシールド掘進機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a shield excavator that excavates a tunnel and sequentially assembles segments to line the tunnel.

[従来の技術コ シールド工法によりトンネル掘削を行うシールド掘進機
のうち、泥水の還流により切羽の安定と掘削土砂の排出
を行うものとして、泥水式シールド掘進機が知られてい
る. 第3図に示すように、従来この種のシールド掘進機は、
回転して地盤を掘削するカツタ1と、カッタ1を回転自
在に支持すると共に隔u2で切羽から隔てられたシール
ドフレーム3と、セグメント4を組み立てるエレクタ5
とにより主として構成され、泥水を切羽に供給・循環さ
せるための送泥管6及び排泥管7が備えられている。
[Conventional technologyAmong the shield excavators that excavate tunnels using the co-shield method, the muddy shield excavator is known as one that stabilizes the face and discharges excavated soil by circulating muddy water. As shown in Figure 3, conventionally this type of shield excavator is
A cutter 1 that rotates to excavate the ground, a shield frame 3 that rotatably supports the cutter 1 and is separated from the face by a distance u2, and an erector 5 that assembles the segments 4.
It is mainly composed of a mud feeding pipe 6 and a mud draining pipe 7 for supplying and circulating mud water to the face.

そしてシールドジャッ−’r8による推力と、シールド
フレーム3に設けられた駆動用モータ9による回転力と
で、所定の孔径のトンネルを掘進すると共に、セグメン
ト4の幅だけ掘進する度ごとにセグメント4を組み立て
ることで、順次シールドするようになっている。
Using the thrust of the shield jack 'r8 and the rotational force of the drive motor 9 provided on the shield frame 3, a tunnel of a predetermined hole diameter is excavated, and each time the width of the segment 4 is excavated, the segment 4 is By assembling it, it can be shielded sequentially.

またこの他、シールドフレーム3の後端部には、堀進す
るシールドフレーム3とセグメント4との間を止水する
ためのテールシールlOが設けられ、さらに地山とセグ
メント4との間を充填するための裏込め注入装置(図示
せず)が設けられている。
In addition, a tail seal lO is provided at the rear end of the shield frame 3 to stop water between the shield frame 3 and the segments 4 that are being dug, and to fill the space between the ground and the segments 4. A backfill injection device (not shown) is provided for this purpose.

[発明が解決しようとする課題] ところで近来にあっては、地中の利用率が高まり、特に
都市地盤においては上下水遵、地下鉄、電線のための埋
設管等々の地中横造物が密集して設けられている.この
ため、ケーブルの増設などの要求があっても、これに対
応すべくトンネルを新規横築することは極めて困難な状
況にある,従って、地中スペースを有効に利用するため
に、既存の埋設管(トンネル)を拡径することが考えら
れる。この場合、既存の埋設管を取り壊しつつ掘進する
ことは、工事期間中に既存設備の供用を中断することと
なるので、供用と並行して堀進することが望ましい。
[Problem to be solved by the invention] In recent years, the utilization rate of underground areas has increased, and underground horizontal structures such as underground pipes for water and sewage systems, subways, and electric wires have become densely packed, especially in urban areas. It is set up as follows. For this reason, even if there is a demand for additional cables, it is extremely difficult to construct new horizontal tunnels to accommodate this demand. One possibility is to expand the diameter of the pipe (tunnel). In this case, excavating while demolishing the existing buried pipes will interrupt the use of the existing facilities during the construction period, so it is desirable to excavate at the same time as the pipes are put into service.

しかしながら、既存のトンネルに影響を与えず、供用し
たまま堀進するシールド掘進機は、従来なかった。
However, there has never been a shield excavator that can excavate existing tunnels while leaving them in service without affecting them.

また、単に掘進機を中空簡体状に変形して、既存埋設管
の周囲を堀進するように横成しても、機械本体と既存埋
設管との隙間に入り込んでくる地下水(泥水)に対処で
きないと、シールド内での作業が不可能になってしまう
In addition, even if the excavator is simply transformed into a hollow and simplified shape and is used to excavate around existing buried pipes, it is possible to prevent groundwater (muddy water) from entering the gap between the machine body and the existing buried pipes. Failure to do so will make it impossible to work inside the shield.

そこで本発明は、上記事情に鑑み、既存トンネルを拡径
でき、しかもその供用に影響を与えることのないシール
ド掘進機を提供すべく創案されたものである。
In view of the above circumstances, the present invention was devised to provide a shield tunneling machine that can expand the diameter of an existing tunnel without affecting its use.

[課題を解決するための手段] 本発明は、既存埋設管に沿ってその外周を掘削するカッ
タを有したシールドフレームを形成し、このシールドフ
レームに、既存埋設管側と機本体測とを遮蔽する内管壁
を楕築するための内殻を設けたものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention forms a shield frame having a cutter for excavating the outer periphery of an existing buried pipe, and includes a shield frame that shields the existing buried pipe side and the machine body measurement. An inner shell is provided to make the inner tube wall oval.

[作 用コ 上記構成によって、シールドフレームは、カッタの回転
により既存埋設管の外周にトンネルを掘削する.内殻は
、この堀進と並行して内管壁を構築し、機本体開と既存
埋設管圓とを遮蔽して地下水及び泥水の浸入を阻む。
[Operation] With the above configuration, the shield frame excavates a tunnel around the outer periphery of the existing buried pipe by rotating the cutter. An inner pipe wall is constructed for the inner shell in parallel with this excavation to shield the opening of the machine body and the existing buried pipe to prevent infiltration of groundwater and muddy water.

[実總例] 以下、本発明の実總例を、添ff図面に従って説明する
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

第1図及び第2図は、本発明に係るシールド掘進機の一
実施例を示したものであり、従来と同様の楕或には同一
符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of a shield tunneling machine according to the present invention, and the same ovals or the same reference numerals as the conventional ones are used, and the explanation thereof will be omitted.

このシールド掘進機は、既存埋設管たる既設セグメント
21の外周を掘削するカッタ22を有したシールドフレ
ーム23と、このシールドフレーム23に設けられた内
殻24とにより主として楕戊されている。
This shield excavator mainly has an oval shape including a shield frame 23 having a cutter 22 for excavating the outer periphery of an existing segment 21, which is an existing buried pipe, and an inner shell 24 provided on the shield frame 23.

カッタ22は、ドーナツ状に形成されたカッターフレー
ム25と、その前端面に適宜配殺されたカッタビット2
6とで或り、カッターフレーム25の内径は、既設セグ
メント21の外径よりもわずかに大きく形成されている
.また最も軸心側に位置されたカツタビット26は、既
存セグメント21の外壁に分布する裏込め注入材(モル
タル)mを切削できるように形成されている。
The cutter 22 includes a cutter frame 25 formed in a donut shape, and cutter bits 2 appropriately arranged on the front end surface of the cutter frame 25.
6, and the inner diameter of the cutter frame 25 is slightly larger than the outer diameter of the existing segment 21. Further, the cutter bit 26 located closest to the axis is formed so as to be able to cut the backfilling material (mortar) m distributed on the outer wall of the existing segment 21.

シールドフレーム23は、カッタ22の外径に略等しい
外殻27と、切羽からその後方を遮断する隔壁28とを
有していると共に、内殻24が、カッターフレーム25
の内径に略等しい径で且つ、外殻27と同心状に形或さ
れ、これらが適宜縦横に−′#組み(図示せず)されて
構成されている.内殻24は、外殻27と同等の軸方向
長さで形或され、掘道中にあって機本体と既設セグメン
ト21II!lとを遮蔽するようになっていると共に、
掘遂によって新設されるセグメント29を組み立てるエ
レクタ5と同様のエレクタ30が備えられている.即ち
、内管壁となる仮設セグメント31を組み立てることで
、切羽曲からカッタ22及び内1a24と既設セグメン
ト21との隙間へ浸入してくる地下水或いは掘削泥水が
、堀進したトンネル内に入ってくるのを阻むようになっ
ている.また内殻24のt&端には、オーバーラッグす
る内殻24と仮設セグメント31との間を止水するため
のテールシール32が、外殻27のテールシール10と
同様に設けられている. このほか力ッタ22には、シールドフレーム23側に後
方へ延出された中間リング33が連結され、この延出端
側に、軸ブロック34が取り付けられている.そして外
殻27と内殻24との間に、この軸ブロック34を適宜
軸受けするための軸受部35が形或されている.さらに
、軸プロック34の後方端部にはラック36が形成され
ており、これと噛合する出力@37を有した駆動用モー
タ38が、シールドフレーム23内に固定支持されてい
る.即ち、中間リング33を介して、カッタ22が駆動
用モータ38により回転駆動されるようになっている. また外殻27には、所定の推進力を得るための堀進ジャ
ッキ39が固定されており、その進退ロッド40の先端
が新設セグメント29に当接することで、反力を得るよ
うになっている.これら掘進ジャッキ39は、第2図に
示したように、周方向に等間隔に配設されている. さらにシールドフレーム23には、従来同様の送泥管4
1及び排泥管42が適宜延長されて設けられている. 次に本実施例の作用を説明する。
The shield frame 23 has an outer shell 27 that is approximately equal to the outer diameter of the cutter 22 and a partition wall 28 that blocks the rear part from the face, and an inner shell 24 that is connected to the cutter frame 25.
It has a diameter substantially equal to the inner diameter of the shell 27 and is concentric with the outer shell 27, and these are arranged vertically and horizontally (not shown) as appropriate. The inner shell 24 is shaped to have the same axial length as the outer shell 27, and is located in the excavation path and is connected to the machine body and the existing segment 21II! It is designed to shield l and
An erector 30 similar to the erector 5 for assembling the newly constructed segment 29 by excavation is provided. That is, by assembling the temporary segments 31 that will become the inner pipe wall, groundwater or drilling mud that infiltrates from the curved face into the gap between the cutter 22 and the inner 1a 24 and the existing segment 21 will enter the excavated tunnel. It is designed to prevent Further, a tail seal 32 for stopping water between the overlapping inner shell 24 and the temporary segment 31 is provided at the t&end of the inner shell 24, similar to the tail seal 10 of the outer shell 27. In addition, an intermediate ring 33 extending rearward toward the shield frame 23 is connected to the forceter 22, and a shaft block 34 is attached to the extending end side. A bearing portion 35 for appropriately bearing the shaft block 34 is formed between the outer shell 27 and the inner shell 24. Furthermore, a rack 36 is formed at the rear end of the shaft block 34, and a drive motor 38 having an output @37 that meshes with the rack 36 is fixedly supported within the shield frame 23. That is, the cutter 22 is rotationally driven by the drive motor 38 via the intermediate ring 33. Further, a digging jack 39 for obtaining a predetermined propulsive force is fixed to the outer shell 27, and when the tip of the advancing/retracting rod 40 comes into contact with the newly installed segment 29, a reaction force is obtained. .. These digging jacks 39 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, as shown in FIG. Furthermore, the shield frame 23 has a mud pipe 4 similar to the conventional one.
1 and a sludge drainage pipe 42 are provided with appropriate extensions. Next, the operation of this embodiment will be explained.

ゲーブル等が配設されて供用されているシールドトンネ
ルを利用して、これを拡径するに際して、まずシールド
フレーム23を、その発進立坑(図示せず)において既
設セグメント21に同心上にセットする. そして、送泥管41及び排泥管42によって泥水を循環
させつつ、駆動用モータ38及び掘進ジャッキ39を作
動させることで、カッタ22の回転及び推進力をもって
既設セグメント21の外周を堀進する。
When expanding the diameter of a shield tunnel in use with gables etc., first the shield frame 23 is set concentrically with the existing segment 21 in the starting shaft (not shown). Then, by operating the driving motor 38 and excavation jack 39 while circulating mud water through the mud feeding pipe 41 and the mud draining pipe 42, the outer periphery of the existing segment 21 is excavated using the rotation and propulsive force of the cutter 22.

この堀進の際、カッタ22と既設セグメント21(切り
残された注入材mの層)との間を通って、地下水及び泥
水が後方に浸入してくるが、内殻24によってシールド
フレーム23が遮蔽される. 所定の長さだけ掘進した後、掘進ジャッキ3つを短縮し
、エレクタ5によって、堀進した分の新設セグメント2
9の組み立てを行う。この組み立てと並行して、内殻2
4のf&lよりも前方において,エレクタ30により仮
設セグメント31の組み立てを行う。これで、機本体側
である新設セグメント29の内方は、内殻24と既設セ
グメント2lとの間を通ってくる地下水及び泥水から遮
断される。
During this excavation, groundwater and muddy water infiltrates backward through the gap between the cutter 22 and the existing segment 21 (layer of uncut injection material m), but the shield frame 23 is blocked by the inner shell 24. It is shielded. After excavating a predetermined length, shorten the three excavation jacks and use the erecta 5 to excavate the new segment 2 for the excavated length.
Perform step 9 assembling. In parallel with this assembly, the inner shell 2
A temporary segment 31 is assembled by the erector 30 in front of f&l of No. 4. With this, the inside of the new segment 29, which is the side of the machine body, is cut off from groundwater and muddy water passing between the inner shell 24 and the existing segment 2l.

セグメント29.31の組み立て終了後、新設セグメン
ト29に反力をとることで、カッタ22及びシールドフ
レーム23による堀進、セグメント29.31の組み立
てが繰り返されて、既設セグメント21の外周に、断面
か同心円状の拡径されたトンネルが構築される。
After the assembly of the segments 29.31 is completed, by applying a reaction force to the newly installed segment 29, the excavation by the cutter 22 and the shield frame 23 and the assembly of the segments 29.31 are repeated, and a cross section is formed on the outer periphery of the existing segment 21. Concentric enlarged tunnels are constructed.

このように、既設セグメント21の外周を掘進するシー
ルドフレーム23に内殻24を設けて、内殻24自体と
仮設セグメント31とで、機本体と既設セグメント21
との隙間を封止するようにしたので、シールド内での作
業環境保全が図れ、しかも既存のトンネルに影響を与え
ることなく、拡径したシールドトンネルを構築すること
ができる。
In this way, the inner shell 24 is provided on the shield frame 23 that excavates the outer periphery of the existing segment 21, and the inner shell 24 itself and the temporary segment 31 connect the machine body and the existing segment 21.
Since the gap between the tunnel and the tunnel is sealed, the work environment inside the shield can be maintained, and a shield tunnel with an enlarged diameter can be constructed without affecting the existing tunnel.

即ち、既設管内の施設を供用させたまま、これと並行し
て掘進作業ができ、ケーブルの増設などの規模拡張工事
を行うに際し、その工期短縮に貢献できる。
In other words, excavation work can be carried out in parallel with existing pipe facilities while they remain in use, contributing to shortening the construction period when carrying out scale expansion works such as adding cables.

なお、この新設トンネルを供用するに際しては、仮設セ
グメント31を解体してより有効に堀削されたスペース
を利用することとなる.従って、仮設セグメント31の
機能は、主として掘進工事中の止水であるので、永久構
造物となる新設セグメント29よりも簡便な構造でよい
。また、既設セグメント21は、これをそのまま残して
も、或いは堀進完了後に壊してもよく、汎用性のあるト
ンネルとして利用できるものである。
In addition, when this new tunnel is put into service, the temporary segment 31 will be dismantled and the excavated space will be used more effectively. Therefore, since the function of the temporary segment 31 is mainly to stop water during excavation work, it may have a simpler structure than the new segment 29, which is a permanent structure. Further, the existing segment 21 may be left as is or may be destroyed after excavation is completed, and can be used as a versatile tunnel.

[発明の効果] 以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。
[Effects of the Invention] In summary, according to the present invention, the following excellent effects are achieved.

既存埋設管に沿ってその外周を掘削するカッタを有した
シールドフレームを形成し、これに既存埋設管測と機本
体測とを遮蔽する内管壁を構築するための内殻を設けた
ので、既存設備を供用させたままトンネルを拡径できる
と共に、既存埋設管測と機本体測との間を確実に止水ず
ることで作業環境の保全が達或される。
A shield frame was formed with a cutter that excavated the outer periphery of the existing buried pipe, and an inner shell was provided on this frame to construct an inner pipe wall that shielded the existing buried pipe measurement from the machine body measurement. The diameter of the tunnel can be expanded while keeping the existing equipment in use, and the working environment can be maintained by ensuring that water is cut off between the existing buried pipe and the machine body.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係るシールド掘進機の側断面図、第2
図は第1図中の■一■線矢視断面図、第3図は従来のシ
ールド掘進機を示した側断面図である.
FIG. 1 is a side sectional view of a shield tunneling machine according to the present invention, and FIG.
The figure is a sectional view taken along the line 1 and 2 in Fig. 1, and Fig. 3 is a side sectional view showing a conventional shield tunneling machine.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、既存埋設管に沿ってその外周を掘削するカッタを有
したシールドフレームを形成し、該シールドフレームに
、上記既存埋設管側と機本体側とを遮蔽する内管壁を構
築するための内殼を設けたことを特徴とするシールド掘
進機。
1. Form a shield frame with a cutter that excavates the outer periphery of the existing buried pipe, and install an inner wall on the shield frame to construct an inner pipe wall that shields the existing buried pipe side and the machine body side. A shield excavator characterized by having a shell.
JP1344108A 1989-12-29 1989-12-29 Shield machine Expired - Fee Related JP2712685B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004003209A (en) * 2002-05-31 2004-01-08 Fukuda Corp Method for replacing existing pipe

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004003209A (en) * 2002-05-31 2004-01-08 Fukuda Corp Method for replacing existing pipe

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