JPH04285291A - 並設トンネル掘削用シールド掘進機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複線地下道路のような並
設トンネルを同時に掘削し得るシールド掘進機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、このような並設トンネルを掘
削するシールド掘進機としては、左右一対の円筒形スキ
ンプレートの一部を互いに重複させて広幅スキンプレー
トを形成し、このスキンプレートを形成した前記夫々の
円筒状プレートの開口端に回転カッタ板を前後にずらし
た状態で配設してなる構造のものが知られている。

【０００３】又、地下鉄道のように、鉄道間に駅部を築
造する場合、計画駅部のトンネル長さ方向の両端側に立
坑を掘削すると共にこれらの立坑間に夫々単独のシール
ド掘削機による単線並列シールド工法によって所定間隔
を存した並行トンネルを掘削し、その掘削トンネル壁面
をセグメント覆工したのちこれらのトンネル覆工の対向
上部間の地中に、一方の立坑から他方の立坑に向かって
鋼管矢板を順次その側端面同士を接続させながら多数本
打ち込んでアーチ壁部を形成するか、或いは、一方のト
ンネル覆工から他方のトンネル覆工に向かって定尺の曲
管を順次直列に接続しながら打ち込んで一本の梁材を形
成すると共にこのような梁材をトンネル長さ方向に密接
状態に並設することによりアーチ壁部を形成し、次いで
、両トンネルの対向側面部の覆工を撤去したのち、前記
アーチ壁部の下方地盤を掘削してその掘削部分に駅部を
施工することが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ようなシールド掘削機では、並設トンネル間の間隔が狭
くて、例えば、両トンネル間の適所に避難用通路を築造
することは困難である。一方、後者のようなトンネル施
工方法によれば、単線並列シールド工法によって並行ト
ンネルを掘削したのち、両トンネル間にアーチ壁部を形
成するものであるから、トンネル掘削から駅部等の構築
に至るまでの工期に長期間を要し、工費がかかって不経
済であるばかりでなく、アーチ壁部は、地中に多数の鋼
管矢板や曲管等を打ち込むことによって形成するもので
あるから、その作業が煩雑で能率が悪く、しかも精度の
よいアーチ壁部を形成することが困難であり、さらに、
両側のトンネル覆工とアーチ壁部の両側端との接合性が
悪くて、止水性の点においても問題が生じるものである
。

【０００５】その上、このような方法は、並設トンネル
間に避難通路を形成する場合のように、比較的幅狭い部
分を築造する工法としては工費の点からも不適である。 このような比較的小幅の拡幅部の形成可能なシールド掘
進機としては、開口前端にカッター板を配した円筒状ス
キンプレートを左右に２分割し、これらの分割スキンプ
レートの対向壁部を互いに拡縮自在に重合させた構造の
ものが知られているが、このシールド掘進機は円筒状ス
キンプレートそのものを拡大させて単独のトンネル断面
を拡幅させるものであって、一定形状の断面を有する並
設トンネル間の幅を拡大させるものではなく、従って、
並設トンネル間に避難通路などを築造することができな
いものである。本発明はこのような問題点に鑑みてなさ
れたもので、一定の断面形状を有する並設トンネルと、
該並設トンネル間に避難通路等の空間部とを同時に能率
良く築造し得るシールド掘進機の提供を目的とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の並設トンネル掘削用シールド掘進機は、筒
状スキンプレートの開口前端にカッター板を配設してな
るシールド機体を中央部と両側とに並設すると共に、中
央シールド機体と両側シールド機体との上下外壁面間を
カバースキンプレートで被覆してこのカバースキンプレ
ート内面にこれらのシールド機体を幅方向に移動自在に
摺接させ、さらに、中央シールド機体の両側面と両側シ
ールド機体の対向面間をジャッキ等の伸縮機構により連
結すると共に各シールド機体内に掘削土砂排出手段と覆
工組立手段とを配設してなることを特徴とするものであ
る。

【０００７】

【作用】両側シールド機体を中央シールド機体側に伸縮
機構によって引き寄せると、シールト機の全体の幅が収
縮する。この状態でシールド機体を一体に推進させなが
ら夫々のスキンプレートの開口前端に設けたカッター板
により地盤を掘削し、これらのシールド機体が並設した
断面形状のトンネルを築造する。

【０００８】次に、この並設トンネルの掘削中において
、両側トンネル間に避難通路等の空間部を形成する場合
には、伸縮機構を伸長させて両側シールド機体間の間隔
を大きくし、この状態で各シールド機体のカッター板で
地盤を掘削しながらシールド全体を推進させて拡幅トン
ネルを築造し、その中央部に避難通路等を築造する。 なお、シールド機の掘進に従って各シールド機体のスキ
ンプレートのテール部内で周方向に連続するセグメント
覆工を施工するものである。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面について説明す
ると、シールド掘進機は、図１、図２に示すように、中
央シールド機体１に両側シールド機体２、２を一体に並
設した構造を有する。両側シールド機体２、２は一定径
と所定長さを有する円筒形状のスキンプレート２ａ、２
ａの前端開口部に全面閉鎖型の円形カッター板３、３を
夫々配設してなるものであり、図４に示すようにこれら
の円筒状スキンプレート２ａ、２ａの対向内側壁の上下
部間を全長に亘って切除すると共に該切除上下端面間に
断面コ字状の側板２ｂ、２ｂを一体に固着した構造とし
てある。

【００１０】中央シールド機体１は、断面縦長矩形状ス
キンプレート１ａの前端開口部に前記円形カッター板３
よりも小径の円形カッター板４を配設してあり、その両
側壁が前記両側シールド機体２、２のスキンプレート２
ａの側板２ｂと同一高さに形成されている。なお、上記
円形カッター板３、４には公知のように土砂取り込みス
リット３ａ、４ａとそのスリットにそって多数突設した
カッタービット３ｂ、４ｂを有している。

【００１１】中央並びに両側シールド機体１、２のスキ
ンプレート開口前端は隔壁５、６によって夫々全面的に
密閉されてあり、両側シールド機体２、２のスキンプレ
ートの円形部のみを適宜長さだけ前方に突出させてその
突出端側に前記円形カッター板３、３が配設され、これ
らの円形カッター板３、３の背面と隔壁５、６の前面間
に土砂取入室７を形成してある。

【００１２】８、８は前面板８ａの上下端に後方に向か
って直角に屈曲した上下水平面板８ｂ、８ｃを一体に設
けてなる側面コ字状のカバースキンプレートで、その高
さを中央シールド機体１のスキンプレート１ａに等しく
形成して上下水平板８ｂ、８ｃをパッキング９を介して
中央シールド機体１のスキンプレート１ａの上下面と両
側シールド機体２、２のスキンプレート２ａの側板２ｂ
の上下面間に亘って夫々被覆してあり、このカバースキ
ンプレート８の内面に摺動しながら、中央シールド機体
１に対して両側シールド機体２、２が幅方向に拡縮移動
可能となっている。

【００１３】さらに、カバースキンプレート８の前面板
８ａの内面数個所を可撓連結軸１０によって中央シール
ド機体１スキンプレート１ａの両側壁前端部に一体に連
結されてあり、又、該カバースキンプレート８、８の前
面板８ａの対向縁部内面は、中央シールド機体１のスキ
ンプレート１ａの隔壁前面両側端に突出形成している円
弧状突条部１ｂにシールパッキンを介して左右方向に摺
動自在に密接してある。

【００１４】中央シールド機体１のスキンプレート１ａ
と両側シールド機体２、２のスキンプレート２ａの側板
２ｂとの対向側面における前端部間並びに後端部間は、
上下方向に適宜間隔毎に配設した複数本のジャッキ１１
、１２によって連結してあり、これらの前部ジャッキ１
１及び後部ジャッキ１２を作動させることによって、中
央シールド機体１に対して両側シールド機体２、２を幅
方向に拡縮移動させられるようになっている。

【００１５】前記両側シールド機体２、２の円形カッタ
ー板３の回転軸３ｃは、隔壁５の中心部に回転自在に貫
通、支持されていると共に該隔壁５の背面適所に装着し
た駆動モータ等の回転駆動機構１３によって回転させら
れるものであり、中央シールド機体１の小径円形カッタ
ー板４はその両側部を両側の円形カッター板３、３の背
面対向側部に重なるようにして配設され、その回転軸４
ａは隔壁６の中央部に回転自在に貫通、支持されている
と共に該隔壁６の背面適所に装着した駆動モータ等の回
転駆動機構１４によって回転させられる。

【００１６】１５、１５は小径円形カッター板４の上下
方に近接してトンネル幅方向に配設された補助カッター
で、外周に多数のカッタービット１６を軸芯方向（トン
ネル幅方向）に螺旋状に突設してあり、その回転軸の両
端は図　　に示すように、両側シールド機体２、２のス
キンプレート隔壁５、５前面に突設した軸受１７、１７
に回転並びに長さ方向に摺動自在に支持されてある。又
、これらの上下補助カッター板１５、１５の長さ方向の
中央部は分割されてその分割端面から突出した中心軸を
上下小径補助センターカッター１８の固定軸筒１９の前
端部両側壁に夫々回転並びに屈折自在に支持させてある
。

【００１７】小径補助センターカッター１８、１８は前
記小径円形カッター板４の上下端に接近した状態で配設
され、その回転軸は隔壁６の上下端部中央に貫通、支持
された前記固定軸筒１９を挿通して隔壁６の背面に装着
した駆動機構２０により回転駆動されるものであり、前
記補助カッター１５、１５は両側シールド機体２、２の
隔壁５の背面に装着した駆動機構２１によって前記軸受
１７内に配設した適宜な伝達機構（図示せず）を介して
回転駆動させられるものである。

【００１８】２２は両側シールド機体２、２のスキンプ
レート２ａ、２ａの後部内周面から側板２ｂの上下内面
、及び中央シールド機体１のスキンプレート１ａの後部
上下内面に突設している支持ブラケットで、スキンプレ
ートの内面に沿って小間隔毎に装着した多数本の推進ジ
ャッキ２３を固定、支持してあり、これらの推進ジャッ
キ２３のロッド端をセグメント覆工Ｓの前端面に押圧さ
せて、該推進ジャッキ２３の伸長によりシールド機全体
を前進させるものである。

【００１９】図３において、２４、２５は掘削されるト
ンネル内から中央及び両側シールド機体１、２内に配設
された送排泥管で、それらの開口前端を前記隔壁５、６
を貫通して土砂取入室７に連通させてあり、該送排泥管
２４、２５と地上に設置した土砂分離槽（図示せず）間
で泥水を還流させて掘削される土砂を地上に排出させる
ようにしてある。

【００２０】２６は中央シールド機体１のスキンプレー
ト１ａ後端から突設したカバースキンプレート８の上下
水平面板８ｂ、８ｃの後端部間空間部と、この空間部に
連通している両側シールド機体２、２のスキンプレート
２ａ、２ａの突出後端で囲まれいる空間部とに配設した
エレクターである。

【００２１】このように構成したシールド掘進機によっ
て、まず、中央に避難通路等の大きな空間部を設けるこ
となく並行なトンネルＴ：Ｔを掘進するには、図４及び
図５の上半部に示すように、中央シールド機体１と両側
シールド機体２、２とを連結している前後のジャッキ１
１、１２を収縮させて、両側シールド機体２、２をその
側板２ｂの上下外面をカバースキンプレート８の上下内
面に摺動させながら中央シールド機体１側に引き寄せ、
両側シールド機体２、２間の間隔を縮小させる。

【００２２】この状態にして駆動機構１３、１４、２０
、２１を作動させて円形カッター板３、４、補助カッタ
ー１５、補助センターカッター１８を回転させると共に
、シールド機のテール部内でエレクタ２６を使用してス
キンプレート２ａ、２ａ並びにカバースキンプレート８
の後端内面に沿って既に組立てたセグメント覆工Ｓの前
端面に推進ジャッキ２３のロッド端を受止させ、該推進
ジャッキ２３を伸長させると、中央シールド機体１及び
両側シールド機体２、２が一体的に推進し、円形カッタ
ー板３、４によって地盤を掘削すると共に両側円形カッ
ター板３、３の上端部間と下端部間における小径円形カ
ッター板４の上下方の掘り残し部分は補助カッター１５
と補助センターカッター１８によって掘削されて、両側
スキンプレート２ａ、２ａとカバースキンプレート８と
の連続外周面の断面形状のトンネルが形成される。

【００２３】掘削土砂はカッター板背面側の取入室７に
取り込まれ、送排泥管２４、２５を還流する泥水によっ
てトンネル内を通じて地上に設置した土砂分離槽に排出
される。シールド推進機全体が上記推進ジャッキ２３の
作動によって一定長、掘進すると、該推進ジャッキ２３
を収縮させたのち、複数のセグメントをトンネル内壁面
に沿うように上述したようにテール部内で周方向に組立
て、この作業を装置全体の一定長さの掘進毎に繰り返し
行うことによって、図８に示すように両側シールド機体
２、２による並列トンネルＴ、Ｔ間に小径円形カッター
板４と上下補助カッター１５および補助センターカッタ
ー１８とによる小幅の空間部Ｕを一体に形成され、セグ
メント覆工Ｓの施工後に２次覆工及び隔壁、柱等の築造
を行って複線地下道路を形成する。

【００２４】次に、この並設トンネルＴ、Ｔの築造中に
おいて、該トンネルＴ、Ｔ間の間隔を拡大させ、その拡
大部に避難通路等の適宜な通路を形成する場合には、そ
の通路計画位置に達した時に、まず、前部ジャッキ１１
を徐々に伸長させて中央シールド機体１に対して図７に
示すように、両側シールド機体２、２の前端間を離間さ
せながら地盤を掘削する。

【００２５】この時、中央シールド機体１に対して両側
シールド機体２、２が外方に傾斜してカバースキンプレ
ート８もその傾斜方向に両側シールド機体２、２の側板
２ｂと一体に傾動するが、該カバースキンプレート８の
前面板８ａの対向縁部内面が、中央シールド機体１のス
キンプレート１ａの隔壁前面両側端に突出形成している
円弧状突条部１ｂの円弧面に摺接しながらその方向に無
理なく傾動する。

【００２６】両側シールド機体２、２の前端間が所望間
隔、離間した状態から後部ジャッキ１２を徐々に伸長さ
せながらシールド推進機を掘進させ、図４および図５の
下半部に示すように、これらの前後ジャッキ１１、１２
を同一長さまで伸長させて両側シールド機体２、２間を
所望間隔まで拡大させて互いに平行な状態にすると、前
後ジャッキ１１、１２をロックし、その幅を保持した状
態で上記同様に円形カッター板３、４及び上下補助カッ
ター１５、補助センターカッター１８で地盤を掘削する
と共にテール部内で上記同様にセグメントＳの覆工を行
う。

【００２７】中央シールド機体１に対して両側シールド
機体２、２が幅方向に離間することによってこれらの機
体間には隙間が形成されるが、その隙間はカバースキン
プレート８によって被覆されている。そして、その隙間
にトンネル内側からスペーサ２７を搬入して図４に示す
ように支持ブラケット２２間における中央スキンプレー
ト１ａと側板２ｂとの対向面間に介在させ、該スペーサ
２７に推進ジャッキ２３ａ　を配設して上記推進ジャッ
キ２３と共にシールド推進機の推進に使用する。

【００２８】こうして、掘削された拡幅トンネルは、図
９に示すように、セグメント覆工Ｓされた並設トンネル
Ｔ、Ｔ間に幅広い空間部Ｖが形成された断面形状を有し
、該セグメント覆工Ｓの施工後に２次覆工及び隔壁、柱
等の築造を行って幅広い中央の空間部に避難通路を築造
し、該避難通路を挟んで両側にトンネルＴ、Ｔによる地
下道路を築造する。

【００２９】所望長さの拡幅トンネルを築造したのち、
前後ジャッキ１１、１２を収縮させれば両側シールド機
体２、２間が元の狭幅状態になり、この状態にして再び
前記同様に複線のトンネルＴ、Ｔを掘削していくもので
ある。

【００３０】なお、本発明は上記のような泥水還流式土
砂排出手段を用いた密閉型シールド掘進機に限定される
ことなく、スクリューコンベア等の適宜の土砂排出手段
を備えたシールド掘進機にも採用し得ることは勿論であ
り、さらに、両側シールド機体２、２を左右に並設する
以外に上下方向に並設して地下道路等を築造することも
でき、又、地下道路以外に地下鉄道や地下街の一部等の
築造にも使用することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明の並設トンネル掘削
用シールド掘進機によれば、筒状スキンプレートの開口
前端にカッター板を配設してなる中央シールド機体の両
側に同じく筒状スキンプレートの開口前端にカッター板
を配設してなる両側シールド機体を並設し、且つこれら
の対向する上下外壁面間をカバースキンプレートで被覆
しているので、両側シールド機体のスキンプレートの外
周面とカバースキンプレートの外面とで囲まれた断面形
状のトンネルを精度よく掘削することができるものであ
る。

【００３２】その上、カバースキンプレートの内面に摺
接させながら中央シールド機体に対して両側シールド機
体をジャッキ等の伸縮機構によりトンネル幅方向に拡縮
させるように構成しているので、両側シールド機体で掘
削される並設トンネル間の間隔を大小に連続的に変更す
ることができ、両側シールド機体間の間隔を大きくする
ことによって並設トンネル間の中央空間部が幅広いトン
ネルを同時に能率よく築造でき、その拡幅中央空間部を
避難通路等の適宜な通路に利用することができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】正面図、

【図２】一部を断面した平面図、

【図３】図２におけるＡーＡ線断面図、

【図４】上半部
が縮幅、下半部が拡幅状態を示す断面図、

【図５】上半部が縮幅、下半部が拡幅状態を示す簡略正
面図、

【図６】小径カッター板と補助カッター部分の拡大側面
図、

【図７】両側シールド機体を傾斜させた状態の簡略横断
面図、

【図８】並設トンネルの断面図、

【図９】拡幅した並設トンネルの断面図。

【符号の説明】

１　　中央シールド機体 ２　　両側シールド機体 ３　　円形カッター ４　　小径円形カッター ８　　カバースキンプレート １１　　前部ジャッキ １２　　後部ジャッキ １５　　補助カッター １８　　小径補助センターカッター ２３　　推進ジャッキ ２６　　エレクター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　筒状スキンプレートの開口前端にカッ
   ター板を配設してなるシールド機体を中央部と両側とに
   並設すると共に、中央シールド機体と両側シールド機体
   との上下外壁面間をカバースキンプレートで被覆してこ
   のカバースキンプレート内面にこれらのシールド機体を
   幅方向に移動自在に摺接させ、さらに、中央シールド機
   体の両側面と両側シールド機体の対向面間をジャッキ等
   の伸縮機構により連結すると共に各シールド機体内に掘
   削土砂排出手段と覆工組立手段とを配設してなることを
   特徴とする並設トンネル掘削用シールド掘進機。