JPH0455594A - 異径シールドトンネルの地中接合方法 - 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」 この発明は、２台のシールド機を用いて径が異なるシー
ルドトンネルを築造し、これら二つのシールドトンネル
を地中で接合する異径シールドトンネルの地中接合方法
に関するものである。

「従来の技術」 近年、軟弱な地盤等にトンネルを掘削するシールド工法
の工期短縮化を図る目的で、築造すべきトンネルの両側
端に相当する位置に発進立坑を掘削して、これら発進立
坑から２台のシールド機によりトンネルを掘削し、それ
らを途中で接合することによりトンネルを完成させる、
地中接合工法と呼ばれる手法が提案、実施されている。

しかし、前記各々のシールド機の先端部には、地山を掘
削するカッタ装置が設置されているのが通常であるので
、これら２台のシールド機が、接合部においてその先端
部を互いに当接する程度にまで接近することは大変困難
である。従って、トンネル接合時には、その接合部付近
において所定距離の地山を残した状態でシールド機を解
体し、この残された地山を何等かの手段により掘削、除
去する必要が生じる。しかしながら、以上のような方法
でトン不ル接合を行ったのでは、前記残された地山に対
する土留め作業や止水作業が大掛かりになると共に、工
費、工期共に嵩んでしまい、大変不経済であった。

そこで、前記２台のシールド機のうち、一方のシールド
機にそのスキンプレート内に格納される円筒状の貫入リ
ングを設けておき、トンネル接合時にこの貫入リングに
より接合部の地山を覆うことで、土留め及び上水を行い
、これにより安全かつ確実にトンネル接合を行いうる機
械的地中接合工法が本出願人等により提案されている（
例えば、特願平６３−２９７０４２．同２９７０４３号
等）。すなわち、第５図に示すように、前記２台のシー
ルド機のうち、第１のシールド機１のスキンプレートｌ
ａの先端部を、外筒１１及び内筒１２により二重に形成
すると共に、これら外筒１１及び内筒１２の間に円筒状
の貫入リング１３を格納し、また第２のシールド機２の
スキンプレート２ａの先端部を、前記第１のシールド機
と同径の外筒２１及び内筒２２により二重に形成するこ
とで、前記貫入リングが貫入される貫入室２３を形成し
ておく。そして、これら第１及び第２のシールド機１．
２により築造すべきトンネルの両側端からトンネルＴａ
、Ｔｂを掘進して、これらを接合する際に、前記貫入リ
ング１３をシールド機ｌの軸線に沿って前方に摺動させ
ることで、前記貫入リング１３の先端部を第２のシール
ド機２の貫入室２３内に貫入させて、この貫入リング１
３により第１及び第２のシールド機１，２との間に残さ
れた地山Ｇｉを覆う。これによりトンネル接合部の土留
めや止水を行うことで、安全かつ確実にトンネルＴａ、
Ｔｂを接合することが可能となると共に、接合時の工費
及び工期を大幅に低減することが可能となる。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、径の異なるシールドトンネルを地中内におい
て接合することが行われる場合がある。

斯かる場合においては上記した地中接合工法が同径のシ
ールドトンネルを対象としていたため、従来技術では確
実な機械的地中接合をすることができなかった。そのた
め、二つのシールトンネルの接合部から当該シールドト
ンネル内に土砂が流入しないように、当該接合部周辺に
おいて大規模な地盤改良を行わなければならないという
問題点があった。

この発明は、斯かる事情に鑑みてなされたもので、大規
模な地盤改良を行わなくともすむ異径シールドトンネル
の地中接合方法を目的としている。

「課題を解決するための手段」 本発明の要旨は、フード部を外筒と内筒とにより二重に
形成するとともに、前記外筒と前記内筒との間に貫入室
を形成してなる第１のシールド機と、前記貫入室に貫入
可能なフード部を有する第２のシールド機とを用いて築
造すべきトンネルの両側端から径の異なるシールドトン
ネルを掘削してそれらを途中で接合することによりシー
ルドトンネルを完成させる異径シールドトンネルの地中
接合方法であって、前記第２のシールド機のフード部を
前記貫入室に貫入することにより前記各シールドトンネ
ルを接合させる異径シールドトンネルの地中接合方法に
存する。

「作用」 第１のシールド機の貫入室に貫入可能な第２のシールド
機のフード部を当該貫入室に貫入するだけで径の異なる
シールドトンネルの接合を行うことができる。

しかるに、本発明は大規模な地盤改良を行うことを不要
とする。

「実施例」 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。ただし、本実施例に記載されている構成部品の
寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な
記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限
定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。

まず、本実施例に係る第１シールド機及び第２シールド
機の構成について第１図（イ）を用いて説明する。

図中、符号Ｇは両側端から掘削されてきたシールドトン
ネルＴａ、Ｔｂの接合地点Ｃ付近の地山であり、この地
山Ｇ内では、また、第１のシールド機ｌが、その前部に
設けられたカッタ装置２０により紙面の左側に他方のト
ンネルＴａを掘削し、第２のシールド機２が、その前部
に設けられたカッタ装置１０により紙面に対して右側に
トンネルＴｂを掘削している。そして、第２のシールド
機２の後方に形成されたトンネルＴｂの壁面は、このシ
ールド機１の内部で組み立てられたセグメント３８％　
３１％・・・によって１次覆工され、同様に、第１のシ
ールド機１の後方に形成されたトンネルＴａの壁面は、
この第２のシールド機２の内部で組み立てられたセグメ
ント３ｂ、３ｂ１・・・によって１次覆工されている。

前記第１のシールド機１は、フード部１２が円筒状の外
筒２１及び内筒２２とにより二重に形成されており、こ
の内筒２２は、第１のシールド機１の軸線に直交して形
成された仕切板（図示路）により連結されている。そし
て、これら外筒２１、内筒２２及び前記仕切板で囲繞さ
れる空間が、第２のシールド機２のフード部１１が貫入
される貫入室２３とされている。この貫入室２３内には
、前記外筒２１及び内筒２２間の間隔より僅かに薄い肉
厚に形成された保護リング３４が嵌入されている。この
保護リング３４の前面には、第１のシールド機１の中心
に向って後方に傾斜する傾斜面が形成され、これにより
、フード部１１との圧着性の増大、及び、掘削土砂の円
滑な取り込みが図られている。また、保護リング３４の
後端部には、その周方向に間隔を置いて引込ジヤツキ（
図示路）が複数設けられており、これにより、保護リン
グ３４は、第１のシールド機１の軸線に沿って前後に移
動自在に構成されている。さらに、この第１のシールド
機１には、その押出ジヤツキ１７．１７、・・・に等量
の圧油を供給する油圧機構が設けられている。当該油圧
機構の詳細については本出願人が既に出願している特許
願（特願昭６３−２９７４０３号）を参照されたい。

一方、前記第２のシールド機２の正面視環状のフード部
１１は、第１のシールド機ｌと異なり一重である。すな
わち、カッター装置ｌＯの構造を除き、通常の（機械的
地中接合方法に用いることのない）シールド機と同様な
構造となっている。

また、フード部１１の外径は前記保護リング３４の直径
（保護リング３４の中心から厚さ方向中央までの距離）
と同じである。したがって、カッター装置１０の最大外
径は、前記外筒１２の外径よりも小さい。しかるにシー
ルドトンネルＴａ、Ｔｂは異径となる。また、符号１３
はチャンバーであり、カッター１０を収納したり、排出
装置（図示路）によりずりを外部に搬出する際゛にそれ
を一時的に貯えておいたりする。

なお、図中、符号１Ｂ、２８は、それぞれシールド機１
，２のスキンプレー）１ａ、２ａ内に周方向に間隔を置
いて設けられ、前記セグメント３ａ、３ｂの先端に反力
を取ってシールド機１，２を前方に推進させる推進ジヤ
ツキ、符号１５．２５は、それぞれシールド機１．２の
内筒１２．２２内を閉塞するように設けられた隔壁であ
る。なお、この実施例では、地山を掘削するカッタ装置
１０．２０は、その軸体１９．２９が隔壁１５．２５に
軸支されていると共に、これらカッタ装置１０．２０の
周縁部には、シールド機１，２の径方向に伸縮自在なカ
ッタ部１０　ａ、　２０　ａが設けられている。また、
これらカッタ装置１０，２０は、シールド機１．２の軸
線に沿って移動自在に構成され、これにより、シールド
トンネルＴａ。

Ｔｂ接合時にカッタ装置１０．２０が内筒１２あるいは
チャンバー１３内に収納可能とされている。

次に、以上のように構成されたシールド機１．２を用い
た、異径シールドトンネルの地中接合方法について第１
図（イ）ないし第１図（ニ）を用いて説明する。

（ｉ）地山Ｇの掘削 まず、シールド機１，２を用いて、構築すべきシールド
トンネルの両側端から地山Ｇを掘削しつつ、地山Ｇの壁
面にセグメント３ａ、３ｂを組み立てることで、１次覆
工を行う。この際、カッタ装置１Ｏ１２０のカッタ部１
０ａ、２０ａをシ−ルド機１．２の径方向に伸長させる
ことで、掘削するシールドトンネルＴａ、Ｔｂの径が、
フード部１１．２１の外径と少なくとも同径となるよう
にする。また、これらシールド機１，２による地山Ｇの
掘削においては、第１のシールド機１による掘削を先行
させ、この第１のシールド機１のほうが接合地点Ｃに先
に到達するように掘削計画を立てておく。

なお、前記第１のシールド機ｌの保護リング３４の貫入
室２３内での位置は、いずれであっても良いが、第１の
シールド機１の推進時に保護リング３４を貫入室２３前
部に位置させておくことで、この貫入室２３内部への掘
削土砂や礫の侵入を阻止することができる。

（ｉｊ）第１のシールド機１停止 前述の如く、第１のシールド機１による地山Ｇの掘削が
第２のシールド機２による地山Ｇの掘削よりも先行され
ているので、まず、第１図（イ）に示すごとく第１のシ
ールド機１が接合地点Ｃ付近に到達する。

次いで、第１図（ロ）に示すごとく、伸長させておいｔ
；カッタ部２０ａを元の長さにまで短縮させた後に、カ
ッタ装置２０を内筒２２内に収納する。

次いで、切羽に泥水圧をかけながら推進ジヤツキ２８に
より第２のシールド機２を、そのフード部１２の先端が
接合地点Ｃに至るまで推進させる。

（ｉｉ）シールドトンネルＴａ、Ｔｂの接合第１のシー
ルド機１が前述したカッタ装置２０収納工程を行ってい
る際にも、第２のシールド機２はシールドトンネルＴｂ
を掘削している。そして、これらシールド機１．２が機
長の３倍程度の距離にまで接近した時点で、シールド機
１．２間の相対位置を確認する。この相対位置確認手段
は周知慣用の手段でよく、何等特殊な技術は必要とされ
ない。そして、これらシールド機１．２の両軸線が一致
するように第２のシールド機２の掘進方向を修正しつつ
、さらに地山Ｇの掘削を継続する。

そして、接合地点Ｃにおいて、第２のシールド機２のカ
ッター１０が第１のシールド機１のカッター２０に当接
する直前に第２のシールド機２を停止させることで、シ
ールド機１．２を接合地点Ｃにおいて相対向させる。

次いで、第１図（ハ）に示すごとく、第２のシールド機
２のカッタ装置１０をチャンバー１３内に収納する。す
なわち、伸長させておいたカッタｓ１０　ａを元の長さ
にまで短縮させた後に、カッタ装置１０をチャンバー１
３内に収納しながら、第１のシールド機１を前方に推進
させる。これと同時に、前記保護リング３４が貫入室２
３の奥にある場合には、保護リング３４を貫入室２３の
前部にまで摺動させ、これにより貫入室２３内に侵入し
た土砂や礫を外部に排出しておく。

次いで、第１図（ニ）に示すごとく、推進ジヤツキ１８
により第２のシールド機２を推進させ、その７一ド部１
１の先端部を保護リング３４に当接させる。さらに、推
進ジヤツキ１８による推進を続けつつ、これに連動して
、第２のシールド機２の引込ジヤツキ（図示略）を駆動
することで、保護リング３４の傾斜面にフード部１１の
先端部を当接させたまま、保護リング３４を後方に摺動
させ、これにより、フード部１１を貫入室２３の奥にま
で引き込む。当該工程によりフード部１１゜１２が接合
地点Ｃの地山Ｇを覆う。

（ｉｖ）接合地点Ｃの仕上 この後、カッタ装置１０，２０を解体、撤去すると共に
、隔１１１５．２５を切り取って除去し、更にフード部
１１の先端部を内筒１２．２２に溶接して固定する。そ
して、シールド機１，２のスキンプレート１ａｓ２ａ内
面に、２次覆工分の厚さを含めたコンクリートを打設す
ることで、接合地点Ｃの覆工を行い、これにより接合地
点Ｃの施工を完了する。

それ故、本実施例によれば接合地点Ｃ周辺における地盤
改良を行わなく七も、径の異なるシルトトンネルＴａ、
Ｔｂを接合することができる。

さらに、従来技術のように貫入リングやその押し出し装
置等が不要であるので、従来技術に比べて機械的地中接
合方法に用いるシールド機を低廉化することができる。

なお、この発明の地中接合用シールド機の貫入リング押
出装置は、その細部が前お実施例に限定されず、種々の
変形例が可能である。

また、シールド機１．２は横断面円形のものであるが、
本発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、本発明に
おいては他の形状、例えば、矩形、繭形等、本発明を実
施するうえで好適なものを用いることができる。

「発明の効果」 第１のシールド機の貫入室に第２のンールド機のフード
部を貫入するだけで径の異なるシールドトンネルの接合
を行うことができるので、大規模な地盤改良を行うこと
なく異径シールドトンネルの接合を行うことができる。

その結果、本発明によれば従来技術に比べて異径シール
ドトンネルの接合に要する費用及び労力を軽減し、施工
期間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）ないし第１図（ニ）はこの発明の一実施例
に係る工程図、第２図は従来例に係る機械的地中接合方
法に用いるシールド機の側面図である。 Ｔａ、Ｔｂ・・・・・・シールドトンネル、１・・・・
・・第１のシールド機、２・・・・・・第２のシールド
機、１　ａ　、　２−ａ−スキンプレート、１１，１２
・・・・・・フード部、２１・・・・・・外筒、２２・
・・・・・内筒、２３・・・・・・貫入室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フード部を外筒と内筒とにより二重に形成するとともに
   、前記外筒と前記内筒との間に貫入室を形成してなる第
   １のシールド機と、前記貫入室に貫入可能なフード部を
   有する第２のシールド機とを用いて築造すべきトンネル
   の両側端から径の異なるシールドトンネルを掘削してそ
   れらを途中で接合することによりシールドトンネルを完
   成させる異径シールドトンネルの地中接合方法であって
   、前記第２のシールド機のフード部を前記貫入室に貫入
   することにより前記各シールドトンネルを接合させる異
   径シールドトンネルの地中接合方法。