JPH04143398A - シールド掘削機 - 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、シールド工法に関し、特に２連の単断面トン
ネルを同時に並行して掘削すると同時に、これらトンネ
ル間の谷間領域を拡張掘削することができるシールド工
法、及びシールド掘削機に関し、地下鉄駅部などの施工
に好適なものであ名。

【従来の技術及び発明の課題】

従来、複断面シールド工法として、２つの回転カッタを
前後にオーバーラツプさせて断面まゆ形のトンネルを掘
削するマルチフェース（ＭＰ）と呼ばれる工法や、２つ
の回転カッタを位相差をもって回転させて断面まゆ形ま
たは眼鏡形のトンネルを掘削するダブルオーチューブ（
ＤＯＴ）と呼ばれる工法や、単断面のシールド掘削機を
２台連結して、断面形態を縦横に転向できるようにした
Ｈ＆Ｖと呼ばれる工法などが知られているが、これらは
２つの円を単に接合させたトンネル断面にしかなり得な
かった。そのため、２木のシールドトンネルを合流させ
て例えば地下鉄駅部のような広い地下空間を施工する場
合には、バイブループ工法等の開削工法で別に拡幅工事
を行う必要があり、施工上難点が多く、また工費及び工
期の面でも問題が多かった。 そこで、実開平２−１８５９４号公報のように３つの回
転カッタを３重にオーバラップさせて掘削することが考
えられるが、回転カッタの動力装置の配置、回転体の支
持方法等において、スペース上の問題やマシン機長の問
題等の種々の問題がある。 また、従来、回転力フタの外周を遊星カッタで掘削して
任意の断面に掘削できるようにしたもの（自由断面掘削
ＩＩ）があるが、遊星カッタの動力装置、移動装置等が
機構上非常に複雑になる問題があった。 さらに、特開平２−１２８０９５号公報に開示されてい
るように、２つのメインカッタをオーバラップさせて楕
円形の大口径のトンネルを掘削するに当たり、２つのメ
インカッタの上下の掘り残し部分であるコーナ一部を、
直線往復動する往復動カッタまたは複数の回転小力ツタ
で三角形に掘削するシールド工法もあった。 しかし、この工法は、カッタとして直線往復動カッタま
たは回転小力ツタを用いてあくまでも１つの大口径トン
ネルを掘削するものであり、２連の小断面シールドトン
ネルの施工と同時に、それらの間の谷間領域を拡張掘削
して両型断面シールドトンネル間にルーフシールドを施
工するようなことは不可能であった。 また、上記の如き直線往復動力ンクまたは回転小力ツタ
だけでは、上記谷間領域の全域を掘削できないため、か
かるカッタによる掘り残し部分を高圧水噴射によって掘
る高圧水併用式も試みられているが、地質の複雑な個所
（例えば砂質土、粘性土、湧水などが混在している場所
）にあっては、最適な組み合わせを選定することが困難
であるのみならず、付帯設備が増え、機能上及び経済上
好ましくなかった。 本発明の目的は、２連の小断面トンネル間の谷間領域の
全部分を、地質条件の悪い地盤であってもカッタのみに
より、目的とする掘削形状通りに簡単に掘削でき、しか
も両車断面シールドトンネルの施工と同時にそれらの間
にアーチ形のルーフシールドを施工することができ、地
下鉄駅部などの施工に好適なシールド工法及びシールド
掘削機を捉供することにある。

【課題を解決するための手段】

本発明のシールド工法は、２つのメインカッタで２連の
小断面トンネルを同時に並行して掘削しながら、これら
トンネル間の谷間領域をワイパ型揺動カッタによって扇
形に掘削する。 このような掘削を行いながら、２連の小断面トンネルの
それぞれ及びこれらの間の扇形掘削部にセグメント覆工
することができる。 本発明によるシールド掘削機は、前面にそれぞれメイン
カッタを装着し並設された２つの本体胴部の間に、前面
にワイパ型揺動力フタを装着した中間胴部を設けたもの
である。 中間胴部は本体胴部に対して着脱可能とし、あるいはさ
らに２つの本体胴部同士及び中間胴部を互いに分錦可能
にすることができる。

【作　　用】

本発明のシールド工法によれば、２連の小断面トンネル
を同時に並行して掘削できると同時に、その谷間領域の
全部分をワイパ型１工動カツタのみによって掘削できる
。 かかる掘削を行いながら、２連の小断面トンネル及びそ
の間にセグメント覆工できる。 本発明のシールド掘削機によれば、前面にワイパ型揺動
カッタを装着した中間胴部を、通常の小断面トンネル用
の２台のシールド掘進機の本体胴部の間に設けることに
よって構成できる。 中間胴部を着脱できるようにすると、咳中間胴部を取り
外すことにより、通常の複断面トンネルを掘削すること
ができる。 ２つの本体胴部同士及び中間胴部を互いに分離可能とし
た場合には、地下鉄駅部から分岐して２本の単線トンネ
ルを連続して施工するとか、逆に２本の単線トンネルを
合流させて地下鉄駅部を連続して施工することが可能と
なる。

【実　施　例】

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 第１図から第６図は本発明の一実施例のシールド掘削機
を示す。このシールド掘削機１は、同し大きさの円筒形
の一対の小断面トンネル掘削機２３と分銅形の中間掘削
ｌ１１４とを分離可能に並設して構成される。各小断面
トンネル掘削機２，３の本体胴部５は、前面にメインカ
ッタ（回転カッタ）６を装着した前胴７と後胴８とに分
離され、前胴７は後胴８に対して中折れ弐に回動可能に
連結されている。メインカックロは第４図に示すように
前胴７内のメインカッタ用千−ク９によって回転され、
後胴８内には推進ジヤツキ等（図示せず）が設置されて
おり、各小断面トンネル掘削機２．３はそれぞれ小断面
のシールドトンネルを施工できるようになっている。 中間掘削機４は、前面の上下両側に一対のワイパ型揺動
カッタ１０を回動可能に装着した分銅形胴部（中間胴部
）１１と、第２図に示すように湾曲した上下のスキンプ
レーＨ２，１３とを、両型断面トンフル掘削機２，３間
に設置して構成される。すなわち、分銅形胴部１１を両
型断面トンネル掘削機２．３の前胴７で挟持し、上下の
スキンプレート１２、１３を両型断面トンネル掘削機２
．３の後胴８間に取り付けるもので、両型断面トンネル
掘削機２．３は中間掘削機４を介して分離可能に連結さ
れる。これら掘削機２．３．４は、後胴７の側面に設け
られた開口部１４を通じて互いに連通ずる。 上下の揺動カッタ１０は、分銅形胴部１１内に設置され
た可変容量型油圧モータ１５によって所定角度範囲内を
左右に往復して揺動される。油圧モータ１５は、第４図
に示すように分銅形胴部１１のバルクヘッド１６にシー
ル溶接された取付板１７に取り付けられている。揺動カ
ッタ１０の先端部は扇形に拡幅されている。 従って、両型断面トンネル掘削機２．３のメインカッタ
６を回転させると同時に、上下の揺動力７夕１０を左右
に往復揺動させて掘進すると、両型断面トンネル掘削機
２．３により小断面の２木のトンネルが並行して掘削さ
れると同時に、これら両トンネル間の上下の谷間領域が
中間掘削機４により扇形に掘削される。この場合、その
谷間領域は）こ動力ツタ１０の往復揺動のみにより、高
圧水や他のカッタを併用することなく目的とする扇形に
掘削される。そして、かかる掘削を行いながら、各小断
面トンネル掘削機２，３の後胴８内においてセグメント
を組み立てて２本のトンネルをセグメント覆工できると
同時に、中間掘削機４の上下のスキンプレー目２．１３
間の空間でセグメントを組み立てて上下の扇形掘削部を
セグメント覆工すれば、小断面の２本のシールドトンネ
ルの施工と同時に、それらの間に、天井部及び底部をセ
グメント覆工された分銅形の連通部を施工できる。すな
わち、小断面の２本のシールドトンネルが合流する地下
鉄駅部を、本シールド掘削４ｔｕｌのみによって施工す
ることができる。 地下鉄駅部から２本の小断面シールドトンネルへ分岐さ
せる場合には、第５図及び第６図に示すように両型断面
トンネル掘削機２．３の前胴７を互いに外側に向けて中
間掘削機４の分銅形胴部１】を切り翻すとともに、上下
のスキンプレート１２１３を両側の後胴８から取り外す
、この場合、分銅形胴部１１及び上側のスキンプレー日
２はクレーンで吊り上げ、下側のスキンプレー）１３は
下側に落とす。この後、第２図に示すように予め用意し
である側面スキンプレー目８で各小断面トンネル掘削機
２．３の開口部】４を閉し、各小断面トンネル掘削ａ２
．３を個別に掘進させる。 ２本の小断面シールドトンネルを再び合流させて地下鉄
駅部を施工する場合には、両型断面トンネル掘削機２．
３の間で中間掘削ｌ１１４を上記のように組み立てる。 中間掘削機４の上下の揺動カッタ１０は、第７図及び第
８図に示すようにそれぞれ左右一対の揺動用ジヤツキ１
９によって揺動させても良く、また第９図に示すように
上下の揺動カッタ１０を一体化することもできる。さら
に、第１０図及び第１１図に示すように両型断面トンネ
ル掘削機２．３の掘進方向を互いに変えてトンネル断面
を縦２連、横２連、斜め２連いずれにも転向できるよう
にした場合には、中間掘削Ｉａ４を２つの部分４ａ、４
ｂに分け、それぞれに揺動カッタ１０を装着すれば良い
、また、両車断面トンネル掘削＠２，３と中間掘削機４
は一体構造にしても構わない。

【発明の効果】

以上述べた通り本発明によれば次のような効果がある。 ■　２連の小断面トンネル間の谷間領域の全部分を、地
質条件の悪い地盤であっても揺動カッタのみにより、目
的とする掘削形状通りに容易にかつ信顧性の高い掘削が
可能である。 ■　回転カッタと高圧水とを併用する従来工法に比べ、
装置が単純化され、また水を用いないので、排土処理な
ども容易になる。 ■　両型断面シールドトンネルの施工と同時にそれらの
間にアーチ形のルーフシールドを施工することができ、
地下鉄駅部などを能率的かつ経済的に施工できる。 ■　本発明のシールド掘削機によれば、前面にワイパ型
揺動カッタを装着した中間胴部を、通常の単画面トンネ
ル用の２台のシールド掘進機の本体胴部の間に設けた単
純な構造であるため、経済的に提供できる。 ■　中間胴部を着脱できるようにする七、該中間胴部を
取り外すことにより、通常の複断面トンネルを掘削する
ことができる。 ■　２つの本体胴部同士及び中間胴部を互いに分離可能
とした場合には、地下鉄駅部がら分岐して２木の単線ト
ンネルを連続して施工するとか、逆に２本の単線トンネ
ルを合流させて地下鉄駅部を連続して施工することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は本発明の一実施例のシールド掘削機
を示し、第１図は概要斜視図、第２図は分解斜視図、第
３図は正面図、第４図はカッタ駆動部分の中央の概要断
面図、第５図及び第６図は中間掘削機を分離する状態の
正面図及び平面図、第７図及び第８図は揺動カッタをジ
ヤツキで揺動の掘進方向を互いに変えることができる例
の正面図及びカッタ駆動部分の概要平面図である。 １・・・・・・シールド掘削機、２．３・・・・・・小
断面トンネル掘削機、４・・・・・・中間掘削機、訃・
・・・・本体胴部、６・・・・・・メインカッタ、７・
・・・・・前胴、８・・・・・・後胴、１０・・・・・
・ワイパ型揺動カッタ、１１・旧・・分銅形胴部（中間
胴部）。 第７０図 第 図 第 図 第４ 図 第５図 第６図 第 図 第 図 ／（／ ／＞ 第９ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２つのメインカッタで２連の単断面トンネルを同時
   に並行して掘削しながら、これらトンネル間の谷間領域
   をワイパ型揺動カッタによって扇形に掘削することを特
   徴とするシールド工法。 ２、２つのメインカッタで２連の単断面トンネルを同時
   に並行して掘削しながら、これらトンネル間の谷間領域
   をワイパ型揺動カッタによって扇形に掘削し、２連の単
   断面トンネルのそれぞれ及びこれらの間の扇形掘削部に
   セグメント覆工することを特徴とするシールド工法。 ３、２つの本体胴部を並設し、それぞれの前面にメイン
   カッタを装着したシールド掘削機において、上記２つの
   本体胴部の間に、前面にワイパ型揺動カッタを装着した
   中間胴部を設けたことを特徴とするシールド掘削機。 ４、前記中間胴部を本体胴部に対して着脱可能としたこ
   とを特徴とする請求項３記載のシールド掘削機。 ５、前記２つの本体胴部同士及び中間胴部を互いに分離
   可能にしたことを特徴とする請求項３記載のシールド掘
   削機。