JPH05179886A - シールド掘削機によるトンネル分岐方法および掘削機のカッター板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 覆工トンネルから分岐トンネルを築造する。 【構成】 覆工トンネルＡの覆工セグメント２に、予
め、該セグメント幅と同一幅毎に縦方向に複数分割され
た分割カッター板片1a、1b、1cを前記覆工セグメント２
の組立時に順次組込んで円形のカッター板１を構成して
おく。次いで、分岐トンネル掘削時に、前記覆工トンネ
ルＡ内に、内部に駆動装置10を配設したスキンプレート
９を設置して、その駆動装置10の回転軸13を前記円形カ
ッター板１の背面中央に一体に連結することによってシ
ールド掘削機Ｃを組立てる。しかるのち、覆工トンネル
Ａのセグメント覆工２に反力をとってこのシールド掘削
機Ｃを前進させることにより、所望長さの分岐トンネル
Ｂを掘進する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セグメントで覆工した
トンネルから分岐トンネルを掘削する方法とこの方法の
実施に際して使用されるシールド機のカッター板に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来からトンネルの一部を拡幅したり、
或いは分岐トンネルを築造するには、例えば本願出願人
等が開発した特公昭６１ー４５０３５号公報や特公昭６
２ー１０７３号公報に記載された方法が採用されてい
る。

【０００３】これらの方法は、予め、トンネル覆工時に
覆工セグメントの一部として縦長長方形状の拡幅形成用
セグメント部材を組み込んでおき、このセグメント部材
と対応するトンネル覆工内面に反力をとって該セグメン
ト部材をジャッキによりトンネル拡幅方向に押し進める
ものである。

【０００４】そして、前者の方法においては、セグメン
ト部材の上下部に開設した土砂取入口を通じて手掘り式
で土砂を掘削し、後者の方法においては、上下土砂取入
口から掘削機の回転カッターを突出させて土砂の掘削を
行っており、さらに、セグメント部材の推進に従って該
セグメント部材の背面に同一形状のボックスフレームを
順次連結して拡幅部を構成するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法によればセグメント部材を地盤中に圧入させなけれ
ばならないために、粘土層などの軟弱な地盤中にしか推
進させることができず、後者の方法によれば、機械掘り
であるために硬質地盤の掘削が可能であるが、セグメン
ト部材の上下二個所に設けた土砂取入口を通じて掘削機
のカッターにより地盤を掘削するものであるから、セグ
メント部材の前面に掘り残り部が生じてセグメント部材
の円滑な推進が困難となり、作業能率が低下するという
問題点がある。

【０００６】さらに、これらのいずれの方法において
も、セグメント部材は覆工トンネル内に搬入可能な比較
的小面積のものであるため、トンネルの一部を拡幅する
工法として採用できても、円形で且つ比較的大断面を有
する分岐トンネルの掘削には適しないものである。本発
明はこのような問題点を解消し、覆工トンネルの所望個
所から円形の分岐トンネルを能率よく掘削、形成し得る
シールド掘削機によるトンネル分岐方法と、この方法の
実施に適したシールド掘削機のカッター板の提供を目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のシールド掘削機によるトンネルの分岐方法
は、まず、トンネル覆工時に、予め、覆工セグメントの
幅毎に分割された円形のカッター板を覆工セグメントの
一部としてトンネル分岐位置の覆工内に組み込んでお
く。そして、分岐トンネルの掘削時には、内部に隔壁を
有し且つ該隔壁の後方側に駆動装置を配設したスキンプ
レートを覆工トンネル内に設置して駆動装置により回転
する回転軸を前記覆工セグメントの一部を形成している
円形カッター板の中心に連結、一体化させることにより
シールド掘削機を組立てる。しかるのち、このシールド
掘削機を前進させると共にカッター板を回転させて分岐
トンネルを掘進する。

【０００８】又、上記方法の実施に使用するシールド掘
削機のカッター板としては、覆工セグメントの幅毎に縦
方向に複数分割されてなる分割カッター板片を着脱自在
に連結して円形のカッター板を形成するように構成して
いるものである。

【０００９】

【作用】分岐トンネルを掘削するためのシールド掘削機
のカッター板は、覆工セグメントの幅毎に縦方向に複数
分割されているので、分岐トンネルを形成すべき覆工ト
ンネルの所定個所に該トンネルの覆工セグメントと一体
に円形のカッター板に連結した状態で組立てゝおくこと
ができる。覆工トンネル内から分岐トンネルを掘削する
際に、このカッター板の背面側にスキンプレートを設置
して該スキンプレート内に配設した駆動装置の回転軸を
カッター板の中心に接続すれば、シールド掘削機が組立
られる。しかるのち、通常のシールド工法と同様にして
カッター板を回転させながら所望方向に分岐トンネルを
掘進し、そのトンネル壁面にセグメント覆工を施す。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
１は覆工トンネルＡから分岐トンネルＢを掘削するため
の円形カッター板で、図２に示すように、覆工トンネル
Ａの覆工セグメント２のトンネル長さ方向の幅毎に縦方
向に分割されて複数個の分割カッター板片1a、1b、1cに
形成されてある。これらの分割カッター板片1a、1b、1c
の縦方向の分割面同士はボルト・ナットによって着脱自
在に連結３すると共に、外周縁は覆工トンネルＡの覆工
セグメント2aにボルト・ナットによって連結４させるよ
うに構成してある。

【００１１】さらに、円形カッター板１を構成する中央
の分割カッター板片1bの前面中央には通常のカッター板
と同様にセンタービット５を突設していると共にその周
囲に掘削ビットを縁片に設けた複数の土砂取入用スリッ
ト６を穿設してある。又、センタービット５の背面には
回転軸接続用嵌着部７が設けられている。

【００１２】このように構成した円形カッター板１は、
覆工トンネルＡの築造時に、一次覆工セグメント２の一
部として組立てられる。即ち、図１および図２に示すよ
うに分岐トンネル掘削位置における覆工セグメント2aの
形状をこれらの覆工セグメント2aの組み合わせによって
カッター板１が嵌め込み可能な形状の円形孔部を形成で
きる形状に形成しておき、分割カッター板片1a、1b、1c
を覆工トンネルＡ内を通じてその位置まで搬入したの
ち、これらの覆工セグメント2aと共に分割カッター板片
1a、1b、1cを覆工トンネルＡの掘進に従って順次組立て
るものである。

【００１３】この円形カッター板１を組立てた後に、裏
込注入として該円形カッター板１の前面側における円形
状孔部に貧配合のコンクリート等の充填材８で注入、固
化させて地下水の浸入を防止しておく。なお、この充填
材８は、予め各分割カッター板片1a、1b、1cの製作時に
その前面に固着させておいてもよい。

【００１４】こうして円形カッター板１を予め、覆工ト
ンネルＡの覆工セグメント２の一部として組み込んでお
いたのち、分岐トンネルＢの築造時に覆工トンネルＡ内
を通じて円形カッター板１と略同一外径に形成されてい
るスキンプレート９、駆動装置10等のシールド掘削機の
構成部材並びに支圧フレーム11などを搬入する。

【００１５】スキンプレート９は前端部内に隔壁12を一
体に設けている前胴側スキンプレート9aと後胴側スキン
プレート9bとに分割されてあり、まず、その前胴側スキ
ンプレート9aを図３に示すように、その前端開口部を円
形カッター板１の背面に対向させて支台18上に設置し、
該隔壁12の背面に駆動装置10を固着してその回転軸13を
隔壁12の中心部を貫通して前方に突設させると共にスキ
ンプレート内の複数個所に推進ジャッキ14を装着し、
又、カッター板１と隔壁12間で形成される土砂取入室15
に連通させて隔壁12の背面に送、排泥管16、17を接続す
る。

【００１６】さらに、前胴側スキンプレート9aの後端に
対向させて、支圧フレーム11を覆工トンネル内面に固定
する。尚、駆動装置10や推進ジャッキ14は予め前胴側ス
キンプレート9aに装着しておき、これをカッター板１の
位置まで搬入してもよい。

【００１７】このように組立てたのち、支圧フレーム11
にスペーサ19を介して推進ジャッキ14を当接させ、該推
進ジャッキ14を伸長させることによって前胴側スキンプ
レート9aを前進させ、駆動装置10の回転軸13を円形カッ
ター板１の嵌着部７に嵌着、固定し、図４に示すように
シールド掘削機Ｃを構成すると共に円形カッター板１の
外周と覆工セグメント2aとの連結を解き、さらに、覆工
トンネルＡにスキンプレート９の外周面に摺接するリン
グ状シール材20を取付ける。

【００１８】この状態にしたのち、駆動装置10を駆動し
て円形カッター板１を回転させると共に推進ジャッキ14
を徐々に伸長させると、円形カッター板１によって該円
形カッター板１を被覆していた充填材８が掘削されたの
ち、図５に示すように、その前方の地盤が掘削される。

【００１９】スペーサ19を継ぎ足しながら推進ジャッキ
14の伸長によって前胴側スキンプレート9aの大部分が地
盤中に突入すると、スペーサ19を撤去して図６に示すよ
うに前胴側スキンプレート9aの後端側に後胴側スキンプ
レート9bを配設し、図７に示すように、両者を一体に接
続してスキンプレート９に組立てると共に後胴側スキン
プレート9b内にエレクター（図示せず）を組立てたの
ち、このエレクターによって分岐トンネルＢの覆工セグ
メント22を組立てる。

【００２０】この場合、前胴側スキンプレート9aと後側
スキンプレート9bとの数個所間を方向修正ジャッキによ
って連結させると共に、後側スキンプレート9bに推進ジ
ャッキ14を付け替えれば、中折れシールド掘削機を構成
することができる。

【００２１】しかるのち、この覆工セグメント22を前記
支圧フレーム11に支持させた状態で該覆工セグメント22
の前端面に推進ジャッキ14を当接させ、このセグメント
22に反力をとって推進ジャッキ14を伸長させることによ
りシールド掘削機Ｃを推進させると共にカッター板１を
回転させながら分岐トンネルＢを掘進する。

【００２２】一定長さの分岐トンネルが掘削されると、
スキンプレート９の後部内で覆工セグメント22を組立
て、スキンプレート９の後端内周面に周設したシール材
21に摺接させながらトンネル掘進に従って掘削されたト
ンネル壁面側に送り出し、この作業を繰り返し行うこと
によって所望長さの分岐覆工トンネルＢを築造するもの
である。

【００２３】なお、カッター板１により掘削された土砂
は、公知の泥水式シールド工法と同様に、覆工トンネル
Ａ内から分岐トンネルＢ内を通じて継ぎ足し可能に配設
された土砂取入室15に連通する送、排泥管16、17内の還
流水によって外部に排出される。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、シール
ド掘削機の回転カッター板は覆工セグメントの幅毎に複
数分割されているので、覆工トンネル内を通じて分岐ト
ンネルの掘削位置まで容易に搬入することができるばか
りでなく、分岐トンネルを形成すべき覆工トンネルの所
定個所に該覆工トンネルのセグメントに合わせて分割カ
ッター板片を順次、正確に円形のカッター板に組立てる
ことができる。

【００２５】こうして、覆工セグメントに組み込んでお
いた円形カッター板の背面側のトンネル内に、該カッタ
ー板に対向させて、内部に隔壁を有し且つ該隔壁の後方
側に駆動装置を配設したスキンプレートを設置して駆動
装置により回転する回転軸を前記カッター板の中心に連
結、一体化させるものであるから、比較的作業面積の小
さい覆工セグメント内であっても、能率よくシールド掘
削機を組立てることができる。

【００２６】しかるのち、このシールド掘削機を前進さ
せると共にカッター板を回転させて分岐トンネルを掘進
するものであるから、通常のシールド工法と同様に、掘
削壁面にセグメントを組立てながらシールド掘削機の断
面形状に対応した分岐トンネルを所望長さまで円滑に築
造することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】覆工セグメントの一部としてカッター板を組み
込んだ状態の縦断側面図、

【図２】その背面図、

【図３】カッター板背面側にシールド掘削機の各部材を
設置した状態の縦断側面図、

【図４】組立てたシールド掘削機による掘削直前の縦断
側面図、

【図５】掘進状態を示す縦断側面図、

【図６】後胴側スキンプレートを継ぎ足した状態の縦断
側面図、

【図７】掘削状態を示す縦断側面図、

【図８】分岐トンネルの築造状態を示す縦断側面図。

【符号の説明】

１ 円形カッター板 1a〜1b 分割カッター板片 ２ 覆工セグメント ９ スキンプレート 10 駆動装置 13 回転軸 14 推進ジャッキ Ａ 覆工トンネル Ｂ 分岐トンネル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル覆工時に覆工セグメントの幅毎
   に分割された円形のカッター板を覆工セグメントの一部
   としてトンネル分岐位置の覆工内に組み込んでおき、ト
   ンネル分岐時にトンネル内における該カッター板背面に
   対向させて、内部に隔壁を有し且つ該隔壁の後方側に駆
   動装置を配設したスキンプレートを設置して駆動装置に
   より回転する回転軸を前記カッター板の中心に連結、一
   体化させることによりシールド掘削機を組立て、しかる
   のち、このシールド掘削機を前進させると共にカッター
   板を回転させて分岐トンネルを掘進することを特徴とす
   るシールド掘削機によるトンネル分岐方法。
2. 【請求項２】 覆工セグメントの幅毎に縦方向に複数分
   割されてなる分割カッター板片を着脱自在に連結して円
   形のカッター板を形成するように構成したことを特徴と
   するシールド掘削機のカッター板。