JPH0419358B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は拡大シールド工法及びその装置に係る
ものである。

（従来の技術） 第４図及び第５図は夫々従来の拡大シールド工
法を示し、地中に埋設された小径トンネル部T₁
を構成する１次セグメント１の外周に沿つて、拡
大シールド機２を同機の掘進に伴つてその後方に
形成された大径トンネル部T₂の内周壁に組立て
られた２次セグメント３に反力をとつて推進ジヤ
ツキ４により推進し、拡大シールド機２の内筒部
５またはテール部に装着されたシール材６によつ
て１次セグメント１の外周を地下水や土砂よりシ
ールし、且つ同１次セグメント１を分解しながら
２次セグメント３を組み立てて拡大部を推進する
ものである。

なお第４図において７は泥水式拡大シールド機
２の前部に設けられた隔壁、８は夫々同隔壁７に
よつて画成されたチヤンバに連通する泥水供給
管、９はは排泥管である。

また第６図及び第７図は１次セグメント１の外
周シール部の他の例を示し、第６図において１０
はパツカ、１１はストツパ、第７図において１２
はシール材６間に填装されたグリースである。

（発明が解決しようとする問題点） 前記従来の拡大シールド工法においては、１次
セグメント１の分解作業と２次セグメント３の組
立作業を伴い、この作業は掘進工程上大きな割合
を占め、掘進作業が容易に進捗しない。

更に前記従来工法においては、１次セグメント
１のシールが大きな問題点となる。１次セグメン
ト１の外周には必らず裏込材が注入され、同裏込
材はセグメントの外周土壌内に非常に剛固な固結
体を形成しており、その範囲も一様ではなく、１
次セグメント１の外周面ぎりぎりにシール可能な
平滑面に切削することは不可能である。

また１次セグメント１の組立時の誤差、及びセ
グメント製作時の誤差等により、相隣る１次セグ
メント１の外周面間には必らず段差が生起する。
更に前記シール材６の向きは地下水、土砂の侵入
する方向ｘ即ち拡大シールドの進行方向ｙと反対
方向に取付けざるを得ないため、シール性能が極
めて不安になる（第８図参照）。更にスクレーパ
状のシール材１３を拡大シールド機２の前方に取
付けたものにおいては、同機２の進行に伴つて１
次セグメント１の段差部によつて直ぐに破損して
しまう。（第９図参照） （問題点を解決するための手段） 本発明は前記従来技術の有する問題点に鑑みて
提案されたもので、本発明の目的とする処は、既
設トンネルのセグメントの分解を別工程で行なう
ことなく、同既設トンネルより大径のトンネルを
掘進することができる拡大シールド工法及び装置
を提供する点にある。

更に本発明の他の目的は拡大シールド装置によ
る掘進時に、既設のトンネルのセグメントとのシ
ール性が確保された拡大シールド装置を提供する
点にある。

前記の目的を達成するため、本発明に係るシー
ル工法によれば、シールド掘削機の掘削刃によつ
て、既設トンネルのセグメントを切削すると同時
に、前記既設トンネルより大径のトンネルを掘削
するものである。

また本発明に係る拡大シールド装置は、シール
ド掘削機のカツタ本体に、既設トンネルのセグメ
ントを切削する掘削刃と、前記既設トンネルより
大径のトンネルを掘削する掘削刃を並設して構成
されている。

更に本発明に係る拡大シールド装置は、シール
ド掘削機の掘削刃に先行した位置で、既設トンネ
ル内周面に対してシール手段を介して嵌合可能な
ハウジング部材を具えている。

更にまた本発明に係るシールド装置は、シール
ド掘削機の前部に開口し、既設トンネルと連通す
る流路をシールド掘削機内に貫通させて設けて構
成されている。

（作用） 本発明の拡大シールド工法によれば前記したよ
うに、シールド掘削機の掘進に伴つて、同掘削機
の掘削刃によつて既設トンネルのセグメントを掘
削すると同時に、前記既設のトンネルより大径の
トンネルを掘削するものであつて、このように本
発明によれば前記既設のトンネルのセグメントを
別の工程で分解することなく、１つの工程で既設
トンネルのセグメントを分解しつつ大径のトンネ
ルを掘進するものである。

本発明に係る拡大シールド装置によれば、シー
ルド掘削機のカツタ本体に、既設トンネルのセグ
メントを切削する掘削刃と、前記既設トンネルよ
り大径のトンネルを掘削する掘削刃を並設したこ
とによつて、既設のトンネルを掘削と、シールド
掘削機の後方における前記既設のトンネルより大
径のトンネルを掘削とが同時に行なわれる。

また本発明に係る拡大シールド装置において
は、シールド掘削機における掘削刃に先行した位
置で、既設トンネル内周面に対してシール手段を
介して嵌合可能なハウジング部材が設けられたこ
とによつて、前記シールド掘削機によつて既設ト
ンネルより大径のトンネルを掘進する際、前記ハ
ウジング部と既設トンネルのセグメントとの間に
シール部が形成され、同セグメントが内周面から
シールされることとなり、シールド掘削機本体の
進行に逆らうことなく土砂や地下水をシールする
ことができる。

更にまた前記拡大シールド装置によれば、シー
ルド掘削機の前部に開口し、既設トンネルと連通
する流路をシールド掘削機内に貫通させて設けた
ことにより、同流路を介して掘削物排出用の泥水
を給排することによつて掘削物と既設のトンネル
のセグメントの切削片を泥水とともに後方へ排出
し、またシールド掘削機による掘進時に前記流路
を介して掘削機本体前面のチヤンバに既設トンネ
ルのセグメント掘削物及び泥水を常時充満させ
て、切羽の崩壊を防止するものである。

（実施例） 以下本発明を図示の実施例について説明する。

第１図及び第２図において、２１は本拡大シー
ルド工法に使用される拡大シールド掘削機のシー
ルド本体、２２は同本体２１に装着され、掘削機
の掘進に伴つてその後方に形成される大径トンネ
ルの内周壁に組立てられる拡大セグメント２３の
端面に当接し、同セグメント２３に反力をとつて
前記本体２１を推進せしめるシールドジヤツキ、
２４はシールド本体２１の固定部の１個所または
複数個所に取付けられたカツタ駆動用モータで、
その駆動軸に固着された小歯車２５がカツタ軸受
２６の回転部に固着された大歯車２７に噛合し、
同回転部側に固定されたカツタドラム２８及び同
カツタドラム２８に固定され、且つ掘削刃２９が
装着されたカツタ本体３０を前記モータ２４によ
つて駆動回転するように構成されている。なお前
記カツタドラム２８、掘削刃２９及びカツタ本体
３０が前記掘削部材を構成するものである。

図中３１，３２はシールド本体２１の固定部と
カツタドラム２８とのかんに介装された地下水及
び土砂の侵入防止用シールである。

シールド本体２１の前面には１次セグメントシ
ールハウジング３３がボルトによつて固定され、
同ハウジング３３はカツタ本体３０を超えて前方
に突出し、同突出部は地中に埋設された既設トン
ネルにおける１次セグメント３４内に嵌入され、
且つ同セグメント３４を掘削刃２９で切削したと
きに影響を受けないように、１次セグメントシー
ルハウジング３３の外周面と１次セグメント３４
の内周面との間に間隔が設けられ、前記ハウジン
グ３３の外周面に後述のように１次セグメントシ
ールが装着されている。

第２図は前記１次セグメントシール取付部の詳
細を示し、１次セグメントシールハウジング３３
の１次セグメント３４に対向する外周面に、天然
ゴム、ウレタンゴム等で構成された従来のシール
ド掘削機で使用されているテールシール状のシー
ル本体３５が押え板３６及びボルト３７を介して
取付けられ、同シール本体３５が１次セグメント
３４の内周面に圧着され、地下水や土砂をシール
するようになつている。なおシール本体３５はブ
ラシ状鋼線ワイヤより構成されてもよく、この場
合、溶接によつて１次セグメントシールハウジン
グ３３に取付けることがある。

図中３８は前記ハウジング３３の先端に取付け
られたガイドブロツク、３９は同ハウジング３３
とシールド本体２１の固定部との間に介装された
シールである。

なお前記１次セグメント３４と１次セグメント
シールハウジング３３との間隙を計測する検出器
を円周の天地左右に均等に配設して同検出器によ
り、前記間隙を計測し、シールドジヤツキと連動
させて１次セグメント３４の内周面に沿つて１次
セグメントシールハウジング３３を推進制御する
ようにしてもよい。

図示の実施例は前記したように構成されている
ので、カツタドラム２８を駆動回転しながら、拡
大セグメント２３に反力をとつてシールドジヤツ
キ２２によつてシールド本体２１を推進すると、
前記１次セグメント３４はその外周面土壌内に形
成された裏込注入材固結部とともに掘削刃２９に
よつて掘削され、シールド本体２１の掘進に伴つ
て地中に大径トンネル部が掘削される。

この際、前記１次セグメントシールハウジング
３３の外周面に装着されたシール本体３５によつ
て１次セグメント３４と１次セグメントシールハ
ウジング３３との間隙からの地下水、土砂の侵入
がシールされる。

かくしてシールド本体２１の掘進に伴つて形成
された大径トンネル部の内周面に、拡大セグメン
ト２３を組立てるものである。

このように前記実施例によれば１次セグメント
３４を切削しながらシールド本体２１によつて拡
大部を掘進するようにしたので、前記従来の拡大
シールド工法における１次セグメント３４の分解
作業が省略され、施工が簡略化され、工期が短縮
される。

またシールド本体２１の掘進に際して、同本体
２１の前面に突設された１次セグメントシールハ
ウジング３３によつて１次セグメント３４を内周
面側からシールするようにしたので、シールド本
体２１の進行に対して逆らうことなく土砂や地下
水をシールすることができ、シール構造が簡単に
なり、１次セグメントの組立誤差、製作誤差や裏
込注入部の切削とその仕上がり面等に関係なく、
シール性能を確保しうるものであり、従来より使
用されていたテールシールのようなものを使用し
て所期のシール効果を挙げることができる。

なお、第１図に示すようにこの掘削機は、１次
セグメントの内周面をシール部材によつて密封し
ながら掘進してゆくが、既設トンネルの１次セグ
メント３４側と新設トンネルの２次セグメント２
３側との間は貫通しており、１次セグメント３４
内を流れる流動液体は適宜の手段によつて掘削機
の後方へ排出される。

第３図は本発明の他の実施例を示し、１次セグ
メント３４を仕切壁４０によつて区画してなる部
屋４１内に、土砂、水、泥水、または泥土等を充
満させておき、拡大シールド機本体２１によつて
１次セグメント３４を掘削しながら拡大シールド
機本体２１全断面をカツタ本体３０の全面に亘つ
て配設された掘削刃２９によつて掘進する。

図中４２はカツタ本体３０とカツタドラム２８
とを接続するビームである。その他前記実施例と
均等部分には同一符号が附されている。

本実施例の工法は１次セグメント３４の中心と
シールド本体２１の中心とを大幅にずらせる必要
のある場合に有利である。

なお、シールド式トンネル掘削機においては、
掘削物や泥水等を排出するためのスクリユウコン
ベアや排泥管を設けることが従来より行なわれて
いることがよく知られているが、これらの例を第
１図及び第３図を示す。

まず第１図に示すものは、シールド本体２１の
前面に配設されたカツタ本体３０と隔壁５２との
間のチヤンバー５３内に送泥管５４と排泥管５５
とが開口して取付けられている。この装置ではズ
リ排出用の泥水が図示しない供給装置から送泥管
５４を介してチヤンバー５３内に供給され、掘削
物が泥水とともに排泥管５５を介してシールド本
体２１の後方へ排出する。

次に第３図に示すものは、シールド本体２１の
前面に配設されたカツタ本体３０と隔壁４３との
間のチヤンバー４４内に加泥管４５とスクリユウ
コンベア４６が接続されて取付けられている。ス
クリユウコンベア４６はスクリユウコンベアトラ
フ４７、スクリユウコンベア駆動モータ４８、羽
根４９、スクリユウコンベア軸５０、ゲート５１
等から構成されている。この装置では加泥材又は
加泥水が加泥管４５からチヤンバー４４を介して
切羽へ供給され、掘削物であるセグメントや土砂
等と混合されたものをスクリユウコンベア４６に
よつて排出し、ゲート５１からシールド本体２１
の後方へこれを搬出する。

上記チヤンバー４４，５３内に地山の掘削物、
１次セグメントの切削物及び泥水を常時充満させ
あるいは充満に近い状態にしておくことによつて
切羽の崩壊を防止することができる。

（発明の効果） このように本発明に係る拡大シールド工法によ
ればシールド掘削機の掘削刃によつて既設トンネ
ルのセグメントを切削しながら、同既設トンネル
より大径のトンネルを掘進するようにしたので、
従来のように既設トンネルのセグメントを別工程
で分解する作業が不要となり、施工が著しく簡略
化され、工期が短縮され、且つ既設トンネルのセ
グメントの破壊手段を格別必要としない。

本発明に係る拡大シールド装置においては前記
したように、シールド掘削機のカツタ本体に既設
トンネルのセグメントを切削する掘削刃と、同既
設トンネルより大径のトンネルを掘削する掘削刃
を併設したことによつて、シールド掘削機による
既設トンネルのセグメントの切削と、前記大径の
トンネルの掘削とが同時に可能となり、前記拡大
シールド工法が円滑に遂行されるものである。

また本発明に係る拡大シールド装置によれば、
シールド掘削機の掘削刃に先行した位置で、シー
ル手段を介して嵌合可能なハウジング部材を設
け、同部材を介して既設トンネルのセグメントを
内周面側よりシールするように構成したことによ
つて、シールド掘削機の進行に対しても逆らうこ
となく、地下水や土砂をシールすることができ
る。

更にまた本発明に係る拡大シールド装置は、シ
ールド掘削機の前部に開口し、既設トンネルと連
通する流路をシールド掘削機内を貫通させて設け
たことによつて、同流路を介して掘削物と既設の
トンネルのセグメントの切削片の排出を容易なら
しめ、切羽を掘削物、泥水等によつて加圧し、切
羽の崩壊を防止しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る拡大シールド工法の一実
施例を示す縦断側面図、第２図は１次セグメント
のシール部分を示す縦断側面図、第３図は本発明
の他の実施例を示す縦断側面図、第４図及び第５
図は夫々従来の拡大シールド工法の実施状況を示
す縦断側面図、第６図乃至第９図は従来工法にお
ける１次セグメントのシール部を示す縦断側面図
である。 ２１……シールド本体、２３……拡大セグメン
ト、２８……カツタドラム、２９……掘削刃、３
０……カツタ本体、３３……１次セグメントシー
ルハウジング、３４……１次セグメント、３５…
…シール本体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シールド掘削機の掘削刃によつて、既設トン
   ネルのセグメントを切削すると同時に、前記既設
   トンネルより大径のトンネルを掘削することを特
   徴とする拡大シールド工法。 ２ シールド掘削機のカツタ本体に、既設トンネ
   ルのセグメントを切削する掘削刃と、前記既設ト
   ンネルより大径のトンネルを掘削する掘削刃を並
   設してなることを特徴とする拡大シールド装置。 ３ シールド掘削機の掘削刃に先行した位置で、
   既設トンネル内周面に対してシール手段を介して
   嵌合可能なハウジング部材を有することを特徴と
   する拡大シールド装置。 ４ シールド掘削機の前部に開口し、既設トンネ
   ルと連通する流路をシールド掘削機内に貫通させ
   て設けたことを特徴とする拡大シールド装置。