JPH05321600A - 既設トンネル撤去シールド機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】既設埋設管をシールド工法を利用して地中で撤
去するようにした既設トンネル撤去シールド機を提供す
る。 【構成】後端が隔壁１２により蓋され前端に撤去すべき
既設管２の端部が内挿される開口１３を有する筒状の殻
体１４に、回転カッタヘッド１５と、掘進手段１８と、
回転カッタヘッド１５の切羽側から軸方向に延長され隔
壁１２を貫通して外部に開口させた掘削土搬送手段１９
とを設けた。回転カッタヘッド１５で既設管の外周の土
を掘削し、殻体１４を所定距離前進させつつ既設管の端
部を殻体１４内で撤去していく。掘削土は掘削土搬送手
段１９で既設トンネル撤去後の外部空間Ｇに排出して埋
め戻しに使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、不要になった既設の埋
設管を撤去するための既設トンネル撤去シールド機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えばシールドトンネルを掘進する際な
どに、そのルート上にある既設の埋設管路を撤去するこ
とがある。従来の既設埋設管の撤去工法は、図６に示す
ように、まづ道路面１から地下の埋設管２をはさんで鋼
矢板３などを打ち込んで山留めを行う。ついで、その内
部を掘り下げて立坑４を形成し、鋼矢板３を山留め材５
で支持して地盤の崩壊を防ぐ。その後、地下の埋設管２
を撤去し、撤去したあとを埋め戻すというのが一般的で
ある。また、立坑４内に露出した撤去しない既設埋設管
６は、山留め材５に吊り防護部材７で吊り下げて保護さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、新設の大口径シ
ールドトンネルが地下深部に計画されることが多くなる
に従い、地下深部の既設埋設管を撤去する必要が生じて
きた。しかしながら、上記従来の既設埋設管の撤去工法
は、埋設管が浅いうちは良いが、地下深い埋設管の撤去
に対しては次のような種々の問題点があった。

【０００４】山留が深くなり工事費が高くなる。工
事中、道路を専有するため交通渋滞につながる。より
浅い所にある他の埋設管を防護しなくてはならない場合
が多い。そこで、この発明は、上記従来の問題点に着目
してなされたものであり、既設埋設管をシールド工法を
利用して撤去するようにした既設トンネル撤去シールド
機を提供することにより従来の問題点を解決することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、後端が隔壁により蓋され前端に撤去すべき既設
管の端部が内挿される開口を有する一個の筒状の殻体
と、前記殻体前端の開口の外周に配設され既設管の外周
の地殻を掘削する回転カッタヘッドを備えた掘削手段
と、前記殻体の掘進手段と、前記殻体内において回転カ
ッタヘッドの切羽側から軸方向に配設され後端の隔壁を
貫通して外部に開口し、回転カッタヘッドの掘削土を既
設トンネル撤去後の外部空間に排出する掘削土搬送手段
とを少なくとも備えている。

【０００６】

【作用】掘進手段で殻体を前進させながら殻体に取付け
た回転カッタヘッドを回転させて既設管の外周を掘削す
る。掘削土は、搬送手段で殻体後部の隔壁外に運び出し
て、既設管撤去後の埋め戻しに使う。所定距離の掘削を
おこなった後に、殻体内部に取り込んだ既設管の端部を
除去する。上記のようにして、既設管外周の掘削と殻体
の掘進と既設管の端部の除去を繰り返すことで、地下の
既設管の撤去と埋め戻しをシールド方式で行うことがで
きる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例の断面図である。既設
トンネル撤去シールド機１０は、後端が隔壁１２により
蓋され、前端は開口１３を有する筒状の殻体１４と、殻
体の開口１３の外周に配設された回転カッタヘッド１５
およびその駆動用モータ１６からなる掘削手段１７と、
この掘削手段１７を殻体１４と共に前進させる掘進手段
１８と、掘削した残土を切羽側から後方に搬送し後部の
隔壁を貫通して外部の埋め戻し空間に排出するため殻体
１４内に配設された掘削土搬送手段１９とを少なくとも
備えている。

【０００８】前記の殻体１４は、比較的長い外筒１４Ａ
と短い内筒１４Ｂとからなり、両筒１４Ａ，１４Ｂは前
端部で前部隔壁２１を介して一体に連結されている。内
筒１４Ｂの内径は、既設管２の外径との間にシール材２
２が介装し得る大きさである。外筒１４Ａの内径は、内
筒１４Ｂとの間に回転カッタヘッドの駆動用モータ１６
や掘削土搬送手段１９等の取付けスペースが確保できる
大きさである。

【０００９】前記の掘削手段１７の回転カッタヘッド１
５はリング形状で、殻体１４の開口１３の外周部分に図
外のベアリングを介して回転自在に配設されており、ヘ
ッド前面に多数のビット１５ａを有し、ヘッド後面と前
部隔壁２０との間にカッタチャンバ２３が形成されてい
る。その回転カッタヘッド１５の駆動用モータ１６は外
筒１４Ａの内壁に固定され、出力ギア２４を介して回転
カッタヘッド１５を回転駆動する。

【００１０】前記の掘進手段１８としては、既設管２の
内面にグリッパ２５を介して着脱自在に取付けた複数台
の牽引ジャッキ又は牽引ウインチ１８ａが用いられてい
る。牽引ワイヤ１８ｂは、掘進時に殻体１４の後端の隔
壁１２に係止される。前記の掘削土搬送手段１９はスク
リュウコンベアであり、カッタチャンバ２３を仕切る殻
体１４の前部隔壁２１と後端の隔壁１２とを貫通して配
設された貫通管１９ａを通してカッタチャンバ２３と外
部の埋め戻しスペースＧとが連通している。駆動モータ
１９ｂにより駆動されるスクリュウコンベア１９は、殻
体１４の下半部に複数本が装備されている。

【００１１】この実施例の既設トンネル撤去シールド機
１０は、既設トンネルの破砕手段としてのコンクリート
カッタ装置３０を備えている。このコンクリートカッタ
装置３０は、旋回モータ３１で旋回駆動されるとともに
前後に移動可能に図示しないエレクタ装置で支持された
旋回リング３２に取付けられている。なお、図１にはコ
ンクリートカッタ装置３０として既設管２を輪切りにす
るもののみを示しているが、既設管２を軸方向に切断す
るものも旋回リング３２に取付け、併用してもよい。

【００１２】３３は、既設トンネル撤去シールド機１０
の掘進で後方に形成された空間を埋め戻すために用いる
モルタル系埋土材の注入管であり、この注入管３３は既
設管２内を通り隔壁１２を貫通して開口している。次に
作用を説明する。この既設トンネル撤去シールド機１０
を用いた施工手順は、つぎの通りである。

【００１３】先ず、既設管２の撤去箇所の始点Ａと終
点Ｂとに立坑４，４を設置する。 山留杭３を打設し、既設管２が邪魔になって山留杭３の
打設ができなかった箇所には地盤改良Ｃを施してから内
部を掘削する（図２）。 始点Ａの立坑４内で既設トンネル撤去シールド機１０
を組み立てて、既設管２の撤去部分の始端を機械内部に
取り込む（図３）。

【００１４】始点Ａの立坑４の内部空間を砂，埋土Ｆ
で埋め戻し、山留杭３を引き抜く（図４）。外部と既設
トンネル撤去シールド機１０内との間で行われる物や人
の出入りには、終点Ｂの立坑４を利用する。 既設管２を壊しながら、終点Ｂの立坑４の側に向かっ
て既設トンネル撤去シールド機１０を推進させる（図
５）。

【００１５】すなわち、既設トンネル撤去シールド機１
０の掘進手段１８の牽引ジャッキ１８ａを、予めグリッ
パ２５で既設管２の内面に固定しておき、牽引ワイヤ１
８ｂは殻体の後端の隔壁１２に係止させる。そして、牽
引ジャッキ１８ａで殻体１４を牽引しつつ掘削手段１７
の回転カッタヘッド１５を回転させて、ビット１５ａで
既設管２の外周部の地山Ｅを掘削する。カッタチャンバ
２３内に溜まる掘削土は、スクリュウコンベア１９によ
り隔壁１２の後方に形成された既設トンネル撤去後の埋
め戻しスペースＧに搬送されて、埋土Ｆとして利用され
る。この掘削土のみでは不足するので、埋土Ｆの不足分
は注入管３３を用いてモルタル系埋土材を埋め戻しスペ
ースＧに注入することにより補われる。

【００１６】ある程度の距離を掘削したら、掘削手段１
７と掘進手段１８の運転を停止し、牽引ワイヤ１８ｂは
殻体の隔壁１２から外す。つづいてコンクリートカッタ
装置３０を運転するとともに旋回リング３２を駆動し
て、殻体１４の内部において既設管２の端部を所定長さ
だけ切除し、運搬可能なサイズのブロックに分断する。
分断したブロックは、既設管２の内部に設けられている
図示しない搬出装置で運び出し、終点Ｂの立坑４から外
部に排出する。

【００１７】以上の動作を繰り返すことにより、始点Ａ
の立坑４から終点Ｂの立坑４に至る部分の既設管２を撤
去するとともに、撤去後の空間を埋め戻すことができ
る。なお、上記の実施例においては、既設管２の破砕手
段として、殻体１４に内蔵されたコンクリートカッタ装
置３０を用いたものを説明したが、必ずしもこのような
自動機械に頼る必要はなく、人力で操作する機械を用い
ることもできる。またセグメントが露出している場合
は、ボルト等を外すことで撤去可能であり、コンクリー
トを切断する手間を省くことができ、コンクリートカッ
タ装置３０は不要である。

【００１８】また、既設トンネル撤去シールド機１０で
撤去することができる既設管２は、コンクリート管に限
らず、鋼管や煉瓦製の管などでもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の既設トン
ネル撤去シールド機は、撤去すべき既設管の端部に取付
けられて、内部に取り込んだ既設管の端部を壊すととも
に、前部に設けた回転カッタヘッドで、既設管の外周の
地殻を掘削しつつ既設管の内部から牽引して掘進し、掘
削土は殻体内に設けた搬送手段で既設トンネル撤去後の
外部空間に排出して埋め戻しに用いるものとした。その
ため、次のような効果が得られる。

【００２０】掘削土を地表にまで搬出する必要はな
く、掘削土処理設備や大掛かりな運搬設備が不要となり
経済的である。 地中作業であるから、工事中に道路が専有されること
がなく、道路交通を妨げない。 山留工事で工事費が嵩むようなこともなく、又浅い所
にある他の埋設管を護する必要もないから工事費が節減
できる。

【００２１】既設管の撤去を目で直接に確認でき、確
実である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を模式的に示す断面図であ
る。

【図２】図１に示す既設トンネル撤去シールド機による
施工手順説明図である。

【図３】同じく施工手順説明図である。

【図４】同じく施工手順説明図である。

【図５】同じく施工手順説明図である。

【図６】従来の既設トンネル撤去工事の一例を説明する
図である。

【符号の説明】

１０ 既設トンネル撤去シールド機 １２ 隔壁 １３ 開口 １４ 殻体 １５ 回転カッタヘッド １７ 掘削手段 １８ 掘進手段 １９ 掘削土搬送手段（スクリュウコンベア）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平地 正憲 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 後端が隔壁により蓋され前端に撤去すべ
   き既設管の端部が内挿される開口を有する一個の筒状の
   殻体と、前記殻体前端の開口の外周に配設され既設管の
   外周の地殻を掘削する回転カッタヘッドを備えた掘削手
   段と、前記殻体の掘進手段と、前記殻体内において回転
   カッタヘッドの切羽側から軸方向に配設され後端の隔壁
   を貫通して外部に開口し、回転カッタヘッドの掘削土を
   既設トンネル撤去後の外部空間に排出する掘削土搬送手
   段とを少なくとも備えた既設トンネル撤去シールド機。