JPH0357249B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、上面を開口した掘進機を地中に前進
させるオープンシールド工法の掘進機の前進方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

オープンシールド工法は開削工法とシールド工
法の双方の利点を集めた工法で、上面を開口した
掘進機を使用する。

この掘進機の内部に前進ジヤツキ設備が設けら
れ、掘進機の前側開口部より切羽の土砂を掘削、
排土し、前進ジヤツキ設備を伸長して地中構造物
を反力受けにして掘進機を前進させる。

次いで、前進ジヤツキ設備を縮め、新たな地中
構造物を掘進機の後側開口部より内部に吊り降ろ
し、この新たな地中構造物を地中構造物の最前に
セツトし、掘進機の前側開口部より切羽の土砂を
掘削、排土し、前進ジヤツキ設備を伸長して新た
な地中構造物及びこれに後続する地中構造物を反
力受けにして掘進機を前進させる。

このように掘削、前進、地中構造物の設置の工
程を繰り返して、掘進機を前進させていくが、掘
削や地中構造物の設置は掘進機の上面開口を利用
して地上から行うことができるのでシールド工法
よりも簡単な施工となり、掘進機で保護されるの
で開削工法における土留支保工等が不要となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の掘進機はほとんど１体式のもの
であり、掘進機の長さが長くなり、方向修正が難
しく、急カーブ施工ができない欠点がある。

そこで、これを分割式の掘進機として複数の分
割体の組合わせとすることで、各単位掘進機の長
さを短くすることはできる。

このように各単位掘進機の長さが短くなれば、
その分だけ小回りがきくことになり、急カーブ施
工が可能となる。

ただし、複数の掘進機の前進をどのように行わ
せるかが複雑となり、スムーズな工程が得られな
いおそれがある。

また、掘進機の前進時に地盤の抵抗を受け、掘
進機自体が上向きになりやすい。

特に、前記のごとく各単位掘進機の長さが短く
なれば、より地盤の抵抗を受けやすく、この傾向
が強い。

一方、地盤が軟弱滞水地盤であると、前方の切
羽面の安定が得られにくく、掘進機内への切羽の
崩壊のおそれもあるので、薬液注入による地盤改
良工法、ウエルポイント等による地下水位低下工
法等の補助工法を必要とし、薬害、地盤沈下等の
公害問題が発生すると共に、工期が長く、工事費
も大となる欠点がある。

本発明の目的は上記の多くの欠点を解消し、カ
ーブ施工が可能なように掘進機を長さが短いもの
の複数の組合せとした場合にこれらを手戻りなく
スムーズに前進させることができ、また、掘進機
の前進時に掘進機が上向きのなるのを防ぎ、しか
も軟弱地盤中でも補助工法を併用する必要がない
掘進機の前進方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するため、上部に開口
部を有し、内部に前進ジヤツキ設備を備えた掘進
機を使用して、掘進機の前側開口部より切羽の土
砂を掘削・排土する掘削工程、前進ジヤツキ設備
を伸長して地中構造物を反力受けにして掘進機を
前進させる前進工程、新たな地中構造物を掘進機
の後側開口部より内部に吊り降ろす地中構造物の
設置の工程を順次繰り返す掘進機の前進方法にお
いて、上部に開口部を有するフロント掘進機と同
じく上部に開口部を有するテール掘進機をその前
後端を摺動自在に嵌合させ、フロント掘進機に前
進ジヤツキ設備を後方に向けて突設し、また、両
掘進機間に連結部材と連結部材への着脱自在な定
着具及びけん引ジヤツキ設備よりなるけん引設備
を配設し、掘進機の前進工程は、フロント掘進機
とテール掘進機間の連結部材を解放し、テール掘
進機内に吊り降ろした地中構造物及びその後方に
縦列する地中構造物を反力受けとして前進ジヤツ
キ設備を作動してフロント掘進機を前進させ、こ
の前進したフロント掘進機及びその内部の前進ジ
ヤツキ設備が支持する地中構造物との両方を反力
受けに用いてけん引ジヤツキ設備を作動し、連結
部材でテール掘進機をけん引して前進させ、さら
に、フロント掘進機の側板はこれを上下に分割し
て、上部側板はこの下部側板に対しテール掘進機
側に設けたジヤツキ設備で前後にスライド自在と
し、フロント掘進機の前進時にこのジヤツキ設備
を伸長して上部側板前端を下部側板前端よりも突
出させ、前進時に掘進機が上向きになるのを防ぐ
ことを上部に開口部を有し、内部に前進ジヤツキ
設備を要旨とするものである。

〔作用〕

本発明によれば、フロント掘進機の前進時にこ
のジヤツキ設備を伸長して上部側板前端を下部側
板前端よりも突出させることで、フロント掘進機
上部が下部よりも多く地盤からの摩擦抵抗を受け
る。これにより、フロント掘進機前進時に掘進機
が上向きになるのを防止できる。なお、テール掘
進機の前進に関しては、これはフロント掘進機が
前進した跡を進むものであるから、上向きになる
おそれはなく、かかる配慮は不要である。

また、フロント掘進機は上部側板前端を下部側
板前端よりも突出させることで、掘削時の側部地
盤の土留めを広範囲で行うことができ、地盤が軟
弱でも、前方の切羽面の安定が補助工法なしに得
られる。

〔実施例〕

以下、図面について本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明の掘進機の前進方法の１実施例
を示す正面図、まず使用する装置から説明する
と、地中に前進させる上面を開口した掘進機２を
前部のフロント掘進機２₁と後部のテール掘進機
２₂に二分割して夫々の長さを短かく構成し、両
掘進機２₁，２₂の後端と前端同士を摺動自在に嵌
合させ、フロント掘進機２₁の前進用の前進ジヤ
ツキ設備６をこのフロント掘進機２₁から後方へ
突出配設するとともに、フロント掘進機２₁とテ
ール掘進機２₂間に、脱着自在に定着するコーン
形式の定着具９を両端に有するPC鋼線による連
結部材８とけん引ジヤツキ設備７とより構成した
けん引設備で連結する。

さらに、前記掘進機２の側板はフロント掘進機
２₁において上下に分割したものであり、そのう
ち下部側板３₂はその上端が地中構造物上面近く
とし、またその上の上部側板３₁は下部側板３₂上
を前後にスライド自在にし、テール掘進機２₂側
に設けたジヤツキ設備１０により前進、および後
退させるようにした。

次に、このような装置を用いて行う本発明方法
を工程別に説明する。

フロント掘進機２₁の前進方法は第１図に示す
ように、連結部材８の定着具９を解放し、テール
掘進機２₁内の地中構造物１を反力に用いて前進
ジヤツキ設備６を作動してフロント掘進機を前進
させる。方向修正が必要な時は、上下左右の前進
ジヤツキ設備６を調整して上下左右の方向修正を
する。

テール掘進機２₂の前進方法は、第２図に示す
ように定着具９を連結部材８に定着してけん引ジ
ヤツキ設備７を作動し、テール掘進機２₂をけん
引するようにして前進させる。この時の前進反力
は前進ジヤツキ設備６を介するテール掘進機２₂
に後続する地中構造物１群とフロント掘進機２₁
の双方を反力に用いる。又、上下左右のけん引ジ
ヤツキ設備７の操作によりテール掘進機の上下左
右の方向を修正する。

このように掘進機２を前進させるのに先立ち、
掘進機２の開口部より切羽からの掘削土砂を排土
するが、その方法の１つとしては第１図、第２図
に示すように地上のクラムシエル２２等によりフ
ロント掘進機２₁上面の開口部より排土する。

また、他の排土方法として、図示は省略する
が、フロント掘進機内に隔壁を設け、その開口部
から排土する方法や、第３図に示すように隔壁１
３前方に立てたスクリユーオーガー設備１７によ
り圧密土砂を排土するか、第４図に示すように隔
壁１３を貫通するようにスクリユーオーガー設備
１７を配設し、土砂を隔壁１３後方に排土しても
よい。この場合は、隔壁１３による圧密効果を利
用できるので圧密度の小さな砂、砂礫層に効果的
である。

さらに他の方法として、第５図に示すようにフ
ロント掘進機２₁内に配設した隔壁１３を貫通す
る撹拌軸１８の前部には撹拌刃１９を、後部に撹
拌機２０を配設し、隔壁１３前部の土砂を給水撹
拌し、排土パイプ２１により泥水排土するか、サ
ンドポンプ等により排土する。これは砂層に適し
ている。

一方、テール掘進機２₂内に配設する地中構造
物は、一例として発進基地内に吊下し、推進ジヤ
ツキで地中に前進させて配設する前進式地中構造
物１群の前端をテール掘進機２₂内に前進させて
配設するものであり、図示しないが、前進方法は
けん引工法、自走前進工法その他等により前進さ
せるもので、これは発進基地で地中構造物をセツ
トし、切羽土砂の掘削排土は掘進機内より上地へ
行うので夫々独立作業となり工期の短縮ができる
利点がある。

さらに他の実施例として、テール掘進機２₂内
に配設する地中構造物は、テール掘進機２₂内に
次々に組立てる支保工、セグメント等の組立式地
中構造物を組立て配設するものとするか、テール
掘進機２₂内に地上から吊下して配設する吊下セ
ツト式地中構造物としてもよい。

このようにして切羽土砂排土→フロント掘進機
前進→テール掘進機前進→地中構造物設置を繰返
して地中に掘進機を前進させ、設置済みの地中構
造物１上面には埋戻覆土２３を施す。

そして、フロント掘進機２₁の前進時にジヤツ
キ設備１０により上部側板３₁の前端を下部側板
３₂の前端よりも前方に突出させてフロント掘進
機２₁を前進させる。

このように上部側板３₁を突出させることで、
フロント掘進機２₁の上部が下部よりも多く地盤
からの摩擦抵抗を受ける。これにより、フロント
掘進機前進時に掘進機が上向きになるのを防止で
き、さらに方向正しく前進させることができる。

なお、テール掘進機２₂の前進に関しては、こ
れはフロント掘進機２₁が前進した跡を進むもの
であるから、上向きになるおそれはなく、かかる
配慮は不要である。

また、このように上部側板３₁が前方へ突出す
ると、掘進機２の前面の切羽も前方に位置し、柔
らかな地盤でも掘削土の安息角が確実に得られ掘
進機２内での土砂の崩壊も防げる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の掘進機の前進方法
は、地中に前進させる上面を開口した掘進機を分
割して個々の掘進機の長さを短く、特にテール掘
進機の長さを短くできるので、上下左右の方向修
正が容易となるものである。

また、掘進機を前後に短く二分割して前進させ
ることにより個々の掘進機の前進設備は小さくて
よく経済的であり、且つ巨大な前進反力設備を必
要とせず、経済的である。

さらに、分割は２個のみであり多分割された場
合と異なり前進には複雑な工程を経ないですむ。

しかも、フロント掘進機の前進の場合のみなら
ずテール掘進機の前進の場合も、地中構造物を間
接的にせよ反力受けとして利用できるので支承力
は強大なものであり安定した前進作業が得られる
ものである。

また、掘進機はフロント掘進機の側板を上下に
も分割し、この上部側板を必要に応じて前方に突
設させることにより、前進時に掘進機が上向きに
なるのを防ぎまた掘削時の切羽の安定を得て土被
りの浅い場所でも支障なく施工ができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の１実施例で施工順序
を示す側面図、第３図〜第５図はそれぞれさらに
他の実施例を示す部分側面図である。 １……地中構造物、２……掘進機、２₁……フ
ロント掘進機、２₂……テール掘進機、３₁……上
部側板、３₂……下部側板、６……前進ジヤツキ
設備、７……けん引式ジヤツキ設備、８……連結
部材、９……定着具、１０……ジヤツキ設備、１
３……隔壁、１７……スクリユーオーガー設備、
１８……撹拌軸、１９……撹拌刃、２０……撹拌
機、２１……排土パイプ、２２……クラムシエ
ル、２３……埋戻覆土。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上部に開口部を有し、内部に前進ジヤツキ設
   備を備えた掘進機を使用して、掘進機の前側開口
   部より切羽の土砂を掘削・排土する掘削工程、前
   進ジヤツキ設備を伸長して地中構造物を反力受け
   にして掘進機を前進させる前進工程、新たな地中
   構造物を掘進機の後側開口部より内部に吊り降ろ
   す地中構造物の設置の工程を順次繰り返す掘進機
   の前進方法において、 上部に開口部を有するフロント掘進機と同じく
   上部に開口部を有するテール掘進機をその前後端
   を摺動自在に嵌合させ、フロント掘進機に前進ジ
   ヤツキ設備を後方に向けて突設し、また、両掘進
   機間に連結部材と連結部材への着脱自在な定着具
   及びけん引ジヤツキ設備よりなるけん引設備を配
   設し、掘進機の前進工程は、フロント掘進機とテ
   ール掘進機間の連結部材を解放し、テール掘進機
   内に吊り降ろした地中構造物及びその後方に縦列
   する地中構造物を反力受けとして前進ジヤツキ設
   備を作動してフロント掘進機を前進させ、この前
   進したフロント掘進機及びその内部の前進ジヤツ
   キ設備が支持する地中構造物との両方を反力受け
   に用いてけん引ジヤツキ設備を作動し、連結部材
   でテール掘進機をけん引して前進させ、さらに、
   フロント掘進機の側板はこれを上下に分割して、
   上部側板はこの下部側板に対しテール掘進機側に
   設けたジヤツキ設備で前後にスライド自在とし、
   フロント掘進機の前進時にこのジヤツキ設備を伸
   長して上部側板前端を下部側板前端よりも突出さ
   せ、前進時に掘進機が上向きになるのを防ぐこと
   を特徴とする掘進機の前進方法。