JPH06173587A - バランス掘削工法および装置 - Google Patents
バランス掘削工法および装置Info
- Publication number
- JPH06173587A JPH06173587A JP35131892A JP35131892A JPH06173587A JP H06173587 A JPH06173587 A JP H06173587A JP 35131892 A JP35131892 A JP 35131892A JP 35131892 A JP35131892 A JP 35131892A JP H06173587 A JPH06173587 A JP H06173587A
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- JP
- Japan
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- ground
- cylinder
- cutter head
- excavation
- pressure
- Prior art date
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 沈下発生を効果的に抑制しつつ土被りの浅い
軟弱地盤にシールド掘削によるトンネル施工ができるよ
うにする。 【構成】 シールド掘削機の切羽前方にカッタヘッド外
周を囲繞して伸縮可能とした筒体を伸張させて地山に貫
入させる。この貫入量は地山の圧密影響範囲に応じて設
定される。そして、当該筒体内部に取込まれた土砂によ
るサンドコアを介して作用する地山圧、静止土圧に常時
バランスするようカッタヘッドを前記筒体の内部で前後
移動させながら掘削させるように構成した。
軟弱地盤にシールド掘削によるトンネル施工ができるよ
うにする。 【構成】 シールド掘削機の切羽前方にカッタヘッド外
周を囲繞して伸縮可能とした筒体を伸張させて地山に貫
入させる。この貫入量は地山の圧密影響範囲に応じて設
定される。そして、当該筒体内部に取込まれた土砂によ
るサンドコアを介して作用する地山圧、静止土圧に常時
バランスするようカッタヘッドを前記筒体の内部で前後
移動させながら掘削させるように構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバランス掘削工法および
装置に係り、特に浅土被り軟弱地盤をシールド掘削する
のに好適なバランス掘削工法および装置に関する。
装置に係り、特に浅土被り軟弱地盤をシールド掘削する
のに好適なバランス掘削工法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のシールド掘削機はシールド本体の
前端面にカッタヘッドを取り付け、これによって掘削さ
れた土砂をカッタヘッド背面部のチャンバ内に取込む
際、切羽安定を図るため泥水の液圧や泥土圧により切羽
土圧や水圧に対抗させるようにしているのが一般的であ
る。
前端面にカッタヘッドを取り付け、これによって掘削さ
れた土砂をカッタヘッド背面部のチャンバ内に取込む
際、切羽安定を図るため泥水の液圧や泥土圧により切羽
土圧や水圧に対抗させるようにしているのが一般的であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、シールド掘
削機による掘削領域の土被りがトンネル外径に比して深
い場合には、土のアーチング作用によって地盤沈下の問
題はそれほど発生しないが、土被りが小さくしかも軟弱
地盤を掘削しようとする場合には地盤沈下の影響を無視
することができない。沈下の原因としては、掘削や推進
によって切羽やテール部で地山応力が変化し、応力の再
配分によって地山の弾性的、弾塑性的変形を生じて地盤
沈下を引起こす場合、また特にブラインド式シールドで
は土砂の過剰取込みや過小取込み等に起因する切羽の不
安定化、あるいは掘削中のチャンバ内の土圧や泥水圧等
の支持応力の不安定化等によっても発生する。更に、推
進時の地山の乱れによる有効応力の低下によって圧縮な
らびに圧密による沈下を引起こす場合もある。
削機による掘削領域の土被りがトンネル外径に比して深
い場合には、土のアーチング作用によって地盤沈下の問
題はそれほど発生しないが、土被りが小さくしかも軟弱
地盤を掘削しようとする場合には地盤沈下の影響を無視
することができない。沈下の原因としては、掘削や推進
によって切羽やテール部で地山応力が変化し、応力の再
配分によって地山の弾性的、弾塑性的変形を生じて地盤
沈下を引起こす場合、また特にブラインド式シールドで
は土砂の過剰取込みや過小取込み等に起因する切羽の不
安定化、あるいは掘削中のチャンバ内の土圧や泥水圧等
の支持応力の不安定化等によっても発生する。更に、推
進時の地山の乱れによる有効応力の低下によって圧縮な
らびに圧密による沈下を引起こす場合もある。
【０００４】地盤沈下は、上述の沈下原因が複合的に作
用して発生し、経時的に漸増して最終値に達するが、シ
ールド中心線上において、シールド掘進によって発生す
る縦断方向の沈下には先行沈下と後続沈下がある。先行
沈下は軟弱な地盤に掘削前方にシールド到達以前に発生
する。この現象は軟弱な粘性土の場合に大きく、砂質土
の場合は地下水位が低下したときに起こり得る。後続沈
下は、シールド推進によって地山はテールスキンプレー
トの支持を失うため適切な裏込め注入を行うが、これが
不十分である場合に発生する。そして最終沈下に達する
が、土質が軟弱であったり湧水が多くて切羽の安定が困
難な場合には沈下量が増し、更に掘削領域が沖積層で軟
弱かつ地下水位が高く切羽の安定が悪い場合に沈下量が
かなり大きくなってしまう。
用して発生し、経時的に漸増して最終値に達するが、シ
ールド中心線上において、シールド掘進によって発生す
る縦断方向の沈下には先行沈下と後続沈下がある。先行
沈下は軟弱な地盤に掘削前方にシールド到達以前に発生
する。この現象は軟弱な粘性土の場合に大きく、砂質土
の場合は地下水位が低下したときに起こり得る。後続沈
下は、シールド推進によって地山はテールスキンプレー
トの支持を失うため適切な裏込め注入を行うが、これが
不十分である場合に発生する。そして最終沈下に達する
が、土質が軟弱であったり湧水が多くて切羽の安定が困
難な場合には沈下量が増し、更に掘削領域が沖積層で軟
弱かつ地下水位が高く切羽の安定が悪い場合に沈下量が
かなり大きくなってしまう。
【０００５】このようなことから、従来のシールド掘削
方法では浅土被りの軟弱地盤をシールド掘削することが
極めて困難であり、実際には沈下を確実に防止しながら
軟弱地盤の深度の浅い箇所にトンネルを掘削することが
できないものとなっていた。したがって、ある程度の沈
下を許容するか、沈下影響の少ない深い箇所に掘削施工
するかを選択せざるを得ないものであった。
方法では浅土被りの軟弱地盤をシールド掘削することが
極めて困難であり、実際には沈下を確実に防止しながら
軟弱地盤の深度の浅い箇所にトンネルを掘削することが
できないものとなっていた。したがって、ある程度の沈
下を許容するか、沈下影響の少ない深い箇所に掘削施工
するかを選択せざるを得ないものであった。
【０００６】本発明は、上記従来の問題点に着目し、沈
下発生を効果的に抑制しつつ土被りの浅い軟弱地盤にシ
ールド掘削によるトンネル施工ができるようにしたバラ
ンス掘削工法および装置を提供することを目的とする。
下発生を効果的に抑制しつつ土被りの浅い軟弱地盤にシ
ールド掘削によるトンネル施工ができるようにしたバラ
ンス掘削工法および装置を提供することを目的とする。
【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、本発明に係るバランス掘削工法は、第１にシールド
掘削機の切羽前方にカッタヘッド外周を囲繞して伸縮可
能とした筒体を掘削地盤の圧密影響範囲に応じて伸張量
を制御して地山に貫入させ、当該筒体内部に取込まれた
土砂によるサンドコアを介して作用する地山圧、静止土
圧にバランスする泥水もしくは泥土圧をシールドチャン
バに供給して前記筒体内部で掘削させるように構成し
た。
に、本発明に係るバランス掘削工法は、第１にシールド
掘削機の切羽前方にカッタヘッド外周を囲繞して伸縮可
能とした筒体を掘削地盤の圧密影響範囲に応じて伸張量
を制御して地山に貫入させ、当該筒体内部に取込まれた
土砂によるサンドコアを介して作用する地山圧、静止土
圧にバランスする泥水もしくは泥土圧をシールドチャン
バに供給して前記筒体内部で掘削させるように構成し
た。
【０００８】第２には、シールド掘削機の切羽前方にカ
ッタヘッド外周を囲繞して伸縮可能とした筒体を掘削地
盤の圧密影響範囲に応じて伸張させて地山に貫入させ、
当該筒体内部に取込まれた土砂によるサンドコアを介し
て作用する地山圧、静止土圧にバランスするよう前記筒
体内部でカッタヘッドを前後に位置移動させて泥水もし
くは泥土圧をシールドチャンバに供給して前記筒体内部
で掘削させるように構成したものである。 また、本発
明に係るバランス掘削装置は、シールド掘削機のカッタ
ヘッド外周部に薄型円筒体を装着し、これをカッタヘッ
ド前方の地山に貫入可能に取り付け、前記円筒体の内部
に取込まれた土砂によるサンドコアを通じて作用する地
山圧、静止土圧にバランスする泥水若しくは泥土圧の供
給装置を備えた構成としたものである。
ッタヘッド外周を囲繞して伸縮可能とした筒体を掘削地
盤の圧密影響範囲に応じて伸張させて地山に貫入させ、
当該筒体内部に取込まれた土砂によるサンドコアを介し
て作用する地山圧、静止土圧にバランスするよう前記筒
体内部でカッタヘッドを前後に位置移動させて泥水もし
くは泥土圧をシールドチャンバに供給して前記筒体内部
で掘削させるように構成したものである。 また、本発
明に係るバランス掘削装置は、シールド掘削機のカッタ
ヘッド外周部に薄型円筒体を装着し、これをカッタヘッ
ド前方の地山に貫入可能に取り付け、前記円筒体の内部
に取込まれた土砂によるサンドコアを通じて作用する地
山圧、静止土圧にバランスする泥水若しくは泥土圧の供
給装置を備えた構成としたものである。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、カッタヘッドによる掘削作
業に先行してその外周部分に取り付けた筒体を前方地山
に貫入させる。この貫入量はシールド掘削による圧密影
響範囲以上に設定し、掘削による前方隆起、後方沈下が
生じないようにしておく。この貫入筒体によってカッタ
ヘッドの前方には筒体で囲まれたサンドコアが生成され
る。地山の土圧や水圧の影響は当該サンドコアによって
カッタヘッド側に伝達されるが、地山側の圧と泥水圧と
が常にバランスするようにカッタヘッドを前後に移動さ
せ、チャッンバ容積を可変として切羽を常に安定化させ
ることができる。この結果、掘削領域が軟弱であって掘
削深度が浅い場合であっても、カッタヘッド部の掘削に
よる乱れや推進に伴う前面の圧密による沈下、および切
羽地山に与える推進圧力を極力地山の弾性的、弾塑性的
変形を最小限度に抑制することができ、地表面の沈下を
防止することができるのである。
業に先行してその外周部分に取り付けた筒体を前方地山
に貫入させる。この貫入量はシールド掘削による圧密影
響範囲以上に設定し、掘削による前方隆起、後方沈下が
生じないようにしておく。この貫入筒体によってカッタ
ヘッドの前方には筒体で囲まれたサンドコアが生成され
る。地山の土圧や水圧の影響は当該サンドコアによって
カッタヘッド側に伝達されるが、地山側の圧と泥水圧と
が常にバランスするようにカッタヘッドを前後に移動さ
せ、チャッンバ容積を可変として切羽を常に安定化させ
ることができる。この結果、掘削領域が軟弱であって掘
削深度が浅い場合であっても、カッタヘッド部の掘削に
よる乱れや推進に伴う前面の圧密による沈下、および切
羽地山に与える推進圧力を極力地山の弾性的、弾塑性的
変形を最小限度に抑制することができ、地表面の沈下を
防止することができるのである。
【００１０】
【実施例】以下に本発明に係るバランス掘削工法および
装置の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。
装置の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】図１は実施例に係るバランス掘削装置を泥
水または泥土加圧式シールド掘削機に適用した断面構成
図である。図示のように、この掘削機はシールド本体１
０を前胴部１０Ｆと後胴部１０Ｒにより構成し、詳細に
は図示しないがそれらの接合部で中折れ可能とされてい
る。前胴部１０Ｆにはその内部を前後に仕切るバルクヘ
ッド１２が設けられるとともに、バルクヘッド１２に対
面するように前胴部１０Ｆの先端には地山の掘削をなす
カッタヘッド１４が装備され、両者の間に形成したチャ
ンバ１６内に掘削土砂を取込むようにしている。
水または泥土加圧式シールド掘削機に適用した断面構成
図である。図示のように、この掘削機はシールド本体１
０を前胴部１０Ｆと後胴部１０Ｒにより構成し、詳細に
は図示しないがそれらの接合部で中折れ可能とされてい
る。前胴部１０Ｆにはその内部を前後に仕切るバルクヘ
ッド１２が設けられるとともに、バルクヘッド１２に対
面するように前胴部１０Ｆの先端には地山の掘削をなす
カッタヘッド１４が装備され、両者の間に形成したチャ
ンバ１６内に掘削土砂を取込むようにしている。
【００１２】この実施例ではカッタヘッド１４は回転駆
動可能とされるとともに、カッタヘッド１４自体が前胴
部１０Ｆに対して独立に推進方向に沿って前後移動でき
るように構成されている。すなわち、カッタヘッド１４
を回転支持するバルクヘッド１２の中央部に回転スリー
ブ１８が貫通され、またバルクヘッド１２の背面部には
回転駆動モータ２０が取り付けられている。バルクヘッ
ド１２の内部における回転スリーブ１８の外周面にはリ
ンググヤ２２が固定され、他方、前記駆動モータ２０の
駆動ギヤ２４が前記リングギヤ２２に噛み合わされて回
転を伝達するようにしている。このような回転スリーブ
１８の内部には前記カッタヘッド１４の背面中央部に一
体的に取り付けられて後方に突出された軸筒２６が内挿
されている。この軸筒２６と回転スリーブ１８とは回転
伝達可能かつ相対的に軸方向移動ができるようにスプラ
イン嵌合等により連結されている。そして、軸筒２６の
内部にはその中心線に沿って油圧シリンダ２８が配設さ
れ、これは回転スリーブ１８と軸筒２６とに連結され、
伸縮駆動によってカッタヘッド１４の前後移動を行わせ
るようにしている。したがって、駆動モータ２０により
カッタヘッド１４は回転されるとともに、油圧シリンダ
２８の駆動によってカッタヘッド１４が前胴部１０Ｆか
ら前方に向けて独立して推進移動可能とされている。
動可能とされるとともに、カッタヘッド１４自体が前胴
部１０Ｆに対して独立に推進方向に沿って前後移動でき
るように構成されている。すなわち、カッタヘッド１４
を回転支持するバルクヘッド１２の中央部に回転スリー
ブ１８が貫通され、またバルクヘッド１２の背面部には
回転駆動モータ２０が取り付けられている。バルクヘッ
ド１２の内部における回転スリーブ１８の外周面にはリ
ンググヤ２２が固定され、他方、前記駆動モータ２０の
駆動ギヤ２４が前記リングギヤ２２に噛み合わされて回
転を伝達するようにしている。このような回転スリーブ
１８の内部には前記カッタヘッド１４の背面中央部に一
体的に取り付けられて後方に突出された軸筒２６が内挿
されている。この軸筒２６と回転スリーブ１８とは回転
伝達可能かつ相対的に軸方向移動ができるようにスプラ
イン嵌合等により連結されている。そして、軸筒２６の
内部にはその中心線に沿って油圧シリンダ２８が配設さ
れ、これは回転スリーブ１８と軸筒２６とに連結され、
伸縮駆動によってカッタヘッド１４の前後移動を行わせ
るようにしている。したがって、駆動モータ２０により
カッタヘッド１４は回転されるとともに、油圧シリンダ
２８の駆動によってカッタヘッド１４が前胴部１０Ｆか
ら前方に向けて独立して推進移動可能とされている。
【００１３】上記カッタヘッド１４を備えたシールド本
体１０における前胴部１０Ｆの外周面には更に筒体とし
てのプレッシャコントロールフード３０が装着されてい
る。このフード３０はカッタヘッド１４による掘削に先
行して、切羽前方に伸張させて地山に貫入させていわゆ
るサンドコアを形成するためのものである。このため、
前記バルクヘッド１２の外縁部分の適宜箇所には掘進方
向に沿って伸縮するフード駆動シリンダ手段３２が設け
られている。これは具体的に図２〜図３に示しているよ
うに、シールド軸芯と平行に伸縮される主シリンダ３４
と、この主シリンダ３４に直交して取り付けられフード
３０に係脱可能とされたピンシリンダ３６とによって構
成されている。主シリンダ３４はシールド前胴部１０Ｆ
の内壁面に沿って一端を連結され、スキンプレートを切
り欠いてバルクヘッド１２の外縁部に形成された凹部３
７を貫通して伸縮動作をなすように取り付けられてい
る。そして凹部３７内には主シリンダ３４に固定された
ピンシリンダ３６が収容され、これは外方に向けて係合
ピン３６Ｐを出入り可能とされている。一方、前記プレ
ッシャコントロールフード３０には前記ピンシリンダ３
６に対応してピン係合穴３８が穿孔されており、これは
フード３０の胴長方向に沿って一定間隔に複数配列され
ている。
体１０における前胴部１０Ｆの外周面には更に筒体とし
てのプレッシャコントロールフード３０が装着されてい
る。このフード３０はカッタヘッド１４による掘削に先
行して、切羽前方に伸張させて地山に貫入させていわゆ
るサンドコアを形成するためのものである。このため、
前記バルクヘッド１２の外縁部分の適宜箇所には掘進方
向に沿って伸縮するフード駆動シリンダ手段３２が設け
られている。これは具体的に図２〜図３に示しているよ
うに、シールド軸芯と平行に伸縮される主シリンダ３４
と、この主シリンダ３４に直交して取り付けられフード
３０に係脱可能とされたピンシリンダ３６とによって構
成されている。主シリンダ３４はシールド前胴部１０Ｆ
の内壁面に沿って一端を連結され、スキンプレートを切
り欠いてバルクヘッド１２の外縁部に形成された凹部３
７を貫通して伸縮動作をなすように取り付けられてい
る。そして凹部３７内には主シリンダ３４に固定された
ピンシリンダ３６が収容され、これは外方に向けて係合
ピン３６Ｐを出入り可能とされている。一方、前記プレ
ッシャコントロールフード３０には前記ピンシリンダ３
６に対応してピン係合穴３８が穿孔されており、これは
フード３０の胴長方向に沿って一定間隔に複数配列され
ている。
【００１４】このようなことから、プッレッシャコント
ロールフード３０は、前記ピンシリンダ３６の係合ピン
３６Ｐを突出させてフード３０の係合穴３８に差込んだ
状態で主シリンダ３４を伸張駆動することにより前進さ
せられる。そして、ピンシリンダ３６を引き込むととも
に、主シリンダ３４を収縮させ、後方のピン係合穴３８
に再度係合させる盛り替え動作をなして同様に伸張駆動
することによって、フード３０はピッチ移動して順次前
方に前進させられる。このようにしてシールド本体１０
の外周に設けたプレッシャコントロールフード３０を独
立して前進させ、カッタヘッド１４の前方方向に当該フ
ード３０によって取囲まれた閉塞領域に地山サンドコア
を形成させ、このサンドコア部分をカッタヘッド１４に
よって掘削するようにしている。
ロールフード３０は、前記ピンシリンダ３６の係合ピン
３６Ｐを突出させてフード３０の係合穴３８に差込んだ
状態で主シリンダ３４を伸張駆動することにより前進さ
せられる。そして、ピンシリンダ３６を引き込むととも
に、主シリンダ３４を収縮させ、後方のピン係合穴３８
に再度係合させる盛り替え動作をなして同様に伸張駆動
することによって、フード３０はピッチ移動して順次前
方に前進させられる。このようにしてシールド本体１０
の外周に設けたプレッシャコントロールフード３０を独
立して前進させ、カッタヘッド１４の前方方向に当該フ
ード３０によって取囲まれた閉塞領域に地山サンドコア
を形成させ、このサンドコア部分をカッタヘッド１４に
よって掘削するようにしている。
【００１５】ここで、上記プレッシャコントロールフー
ド３０の突出し量は次のように設定される。シールド掘
削領域の地質データは事前に収集されており、これによ
ってシールド掘削の基本条件からシールド前端部分にお
ける圧密影響範囲Ｒが計算される。これは図４（１）の
シールド掘削機部分に表示したように、表わすことがで
きる（図中破線部分）。プレッシャコントロールフード
３０は掘削による圧密影響が地盤隆起や沈下を防止する
ためであり、このため、当該圧密影響範囲のシールド上
下縁部分よりはみ出た部分の影響範囲（ハッチング部
分）を遮断するようにフード３０の突出量を設定するの
である。
ド３０の突出し量は次のように設定される。シールド掘
削領域の地質データは事前に収集されており、これによ
ってシールド掘削の基本条件からシールド前端部分にお
ける圧密影響範囲Ｒが計算される。これは図４（１）の
シールド掘削機部分に表示したように、表わすことがで
きる（図中破線部分）。プレッシャコントロールフード
３０は掘削による圧密影響が地盤隆起や沈下を防止する
ためであり、このため、当該圧密影響範囲のシールド上
下縁部分よりはみ出た部分の影響範囲（ハッチング部
分）を遮断するようにフード３０の突出量を設定するの
である。
【００１６】また、シールド掘削機に加わる地山圧力と
しては、図４（１）に示しているように、静止土圧Ｐ1
と水圧Ｐ2が作用する。この荷重分布はシールド上縁で
小さく（Ａ）、下縁に向って大きくなり（Ｃ）、その傾
斜角は垂直面に対しての安息角となる。そこで、実施例
ではこのような地山から加えられる分布荷重とバランス
する泥水あるいは泥土供給圧力が等価（Ｂ＝Ａ、Ｄ＝
Ｃ）となるように、カッタヘッド１４を前後に移動さ
せ、前記フード３０を突出させた状態でサンドコア部分
の掘削をなさせるのである。すなわち、地盤への圧密影
響が生じないようにフード３０を突出させておき、これ
によって形成されたサンドコア部分をシールド掘削機か
らの泥水あるいは泥土供給圧力が地山圧とバランスする
ように直接カッタヘッド１４を移動させてチャンバ１６
の容積を制御し、地圧バランスを図りつつ掘進させるの
である。これによってシールド推進時には先行してプレ
ッシャコントロールフード３０を地山に貫入させてお
き、シールド掘削機はフード３０の内側のサンドコア部
分だけを掘削すればよく、これより外側の地山はフード
３０によって遮蔽されているので、全く影響を受けるこ
とがない。したがって、プレッシャコントロールフード
３０を圧密影響範囲に応じて突出させた状態で、シール
ド掘削機のカッタヘッドによる回転掘削させつつ押し進
めることにより、浅土被りの軟弱地盤のトンネル掘削に
際して地盤沈下を引起こすことなく推進させることがで
きるものとなる。この場合、地圧とのバンランスを図る
ため、ヘッド１４部分には周知の地圧測定手段を取り付
けて随時計測しながら掘進させるようにすればよい。ま
た、圧密影響範囲は地盤の状態のよって変化するため、
その線路に応じて突出量を加減調整しながら推進させ
る。カッタヘッド１４は掘進抵抗に応じて常時前後調整
しつつ、最適なバランス力を発生させるように駆動する
ものとすれば良い。
しては、図４（１）に示しているように、静止土圧Ｐ1
と水圧Ｐ2が作用する。この荷重分布はシールド上縁で
小さく（Ａ）、下縁に向って大きくなり（Ｃ）、その傾
斜角は垂直面に対しての安息角となる。そこで、実施例
ではこのような地山から加えられる分布荷重とバランス
する泥水あるいは泥土供給圧力が等価（Ｂ＝Ａ、Ｄ＝
Ｃ）となるように、カッタヘッド１４を前後に移動さ
せ、前記フード３０を突出させた状態でサンドコア部分
の掘削をなさせるのである。すなわち、地盤への圧密影
響が生じないようにフード３０を突出させておき、これ
によって形成されたサンドコア部分をシールド掘削機か
らの泥水あるいは泥土供給圧力が地山圧とバランスする
ように直接カッタヘッド１４を移動させてチャンバ１６
の容積を制御し、地圧バランスを図りつつ掘進させるの
である。これによってシールド推進時には先行してプレ
ッシャコントロールフード３０を地山に貫入させてお
き、シールド掘削機はフード３０の内側のサンドコア部
分だけを掘削すればよく、これより外側の地山はフード
３０によって遮蔽されているので、全く影響を受けるこ
とがない。したがって、プレッシャコントロールフード
３０を圧密影響範囲に応じて突出させた状態で、シール
ド掘削機のカッタヘッドによる回転掘削させつつ押し進
めることにより、浅土被りの軟弱地盤のトンネル掘削に
際して地盤沈下を引起こすことなく推進させることがで
きるものとなる。この場合、地圧とのバンランスを図る
ため、ヘッド１４部分には周知の地圧測定手段を取り付
けて随時計測しながら掘進させるようにすればよい。ま
た、圧密影響範囲は地盤の状態のよって変化するため、
その線路に応じて突出量を加減調整しながら推進させ
る。カッタヘッド１４は掘進抵抗に応じて常時前後調整
しつつ、最適なバランス力を発生させるように駆動する
ものとすれば良い。
【００１７】なお、図１に示しているように、上記泥水
あるいは泥土圧を供給するため、シールド掘削機は送泥
管４０、排土装置４２を装備している。
あるいは泥土圧を供給するため、シールド掘削機は送泥
管４０、排土装置４２を装備している。
【００１８】このように本実施例によれば、プレッシャ
コントロールフード３０をシールド本体１０の外周部に
設け、これを地山に先行して摺動突出させ、その内部に
て掘削するようにしているので、浅土被り・軟弱土質地
盤表面の先行隆起、後方沈下を最小限度に抑制しつつ、
安全にトンネル掘削ができるものとなっている。
コントロールフード３０をシールド本体１０の外周部に
設け、これを地山に先行して摺動突出させ、その内部に
て掘削するようにしているので、浅土被り・軟弱土質地
盤表面の先行隆起、後方沈下を最小限度に抑制しつつ、
安全にトンネル掘削ができるものとなっている。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シールド掘削機の切羽前方にカッタヘッド外周を囲繞し
て伸縮可能とした筒体を圧密影響範囲に応じて伸張させ
て地山に貫入させ、当該筒体内部に取込まれた土砂によ
るサンドコアを介して作用する地山圧、静止土圧にバラ
ンスする泥水もしくは泥土圧をカッタヘッドの前後移動
により調整しつつ前記筒体内部で掘削させるように構成
したので、沈下発生を効果的に抑制しつつ土被りの浅い
軟弱地盤に対しシールド掘削によるトンネル施工ができ
るという優れた効果が得られる。
シールド掘削機の切羽前方にカッタヘッド外周を囲繞し
て伸縮可能とした筒体を圧密影響範囲に応じて伸張させ
て地山に貫入させ、当該筒体内部に取込まれた土砂によ
るサンドコアを介して作用する地山圧、静止土圧にバラ
ンスする泥水もしくは泥土圧をカッタヘッドの前後移動
により調整しつつ前記筒体内部で掘削させるように構成
したので、沈下発生を効果的に抑制しつつ土被りの浅い
軟弱地盤に対しシールド掘削によるトンネル施工ができ
るという優れた効果が得られる。
【図１】実施例に係る掘削装置の断面図である。
【図２】プレッシャコントロールフードの駆動機構部分
の断面図である。
の断面図である。
【図３】同平面図である。
【図４】プレッシャコントロールフードの説明図であ
る。
る。
１０ シールド本体 １０Ｆ 前胴部 １０Ｒ 後胴部 １２ バルクヘッド １４ カッタヘッド １６ チャンバ １８ 回転スリーブ ２０ 回転駆動モータ ２２ リングギヤ ２４ 駆動ギヤ ２６ 軸筒 ２８ 油圧シリンダ ３０ プレッシャコントロールフード ３２ フード駆動シリンダ手段 ３４ 主シリンダ ３６ ピンシリンダ ３６Ｐ 係合ピン ３７ 凹部 ３８ 係合穴 ４０ 送泥管 ４２ 排泥装置
Claims (3)
- 【請求項１】 シールド掘削機の切羽前方にカッタヘッ
ド外周を囲繞して伸縮可能とした筒体を掘削地盤の圧密
影響範囲に応じて伸張量を制御して地山に貫入させ、当
該筒体内部に取込まれた土砂によるサンドコアを介して
作用する地山圧、静止土圧にバランスする泥水もしくは
泥土圧をシールドチャンバに供給して前記筒体内部で掘
削させることを特徴とするバランス掘削工法。 - 【請求項２】 シールド掘削機の切羽前方にカッタヘッ
ド外周を囲繞して伸縮可能とした筒体を掘削地盤の圧密
影響範囲に応じて伸張させて地山に貫入させ、当該筒体
内部に取込まれた土砂によるサンドコアを介して作用す
る地山圧、静止土圧にバランスするよう前記筒体内部で
カッタヘッドを前後に位置移動させて泥水もしくは泥土
圧をシールドチャンバに供給して前記筒体内部で掘削さ
せることを特徴とするバランス掘削工法。 - 【請求項３】 シールド掘削機のカッタヘッド外周部に
薄型円筒体を装着し、これをカッタヘッド前方の地山に
貫入可能に取り付けるとともに、当該薄型円筒内にて前
記カッタヘッドを前後移動可能とし、前記円筒体の内部
に取込まれた土砂によるサンドコアを通じて作用する地
山圧、静止土圧にバランスさせて掘削させることを特徴
とするバランス掘削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35131892A JPH06173587A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | バランス掘削工法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35131892A JPH06173587A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | バランス掘削工法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173587A true JPH06173587A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18416497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35131892A Pending JPH06173587A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | バランス掘削工法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06173587A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109519184A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-03-26 | 中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司 | 一种超前钻孔控制盾构机姿态漂移的施工方法 |
| CN109578004A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-05 | 上海市政建设有限公司 | 兼具土压平衡和泥水平衡的组合式顶管机及施工方法 |
| JP2021139110A (ja) * | 2020-03-02 | 2021-09-16 | 日立造船株式会社 | トンネル掘削機 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0464691A (ja) * | 1990-07-04 | 1992-02-28 | Shimizu Corp | トンネルボーリングマシーン |
-
1992
- 1992-12-07 JP JP35131892A patent/JPH06173587A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0464691A (ja) * | 1990-07-04 | 1992-02-28 | Shimizu Corp | トンネルボーリングマシーン |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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