JPH062492A - シールド掘進機及びシールドトンネルの組立方法 - Google Patents

シールド掘進機及びシールドトンネルの組立方法

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JPH062492A
JPH062492A JP4185660A JP18566092A JPH062492A JP H062492 A JPH062492 A JP H062492A JP 4185660 A JP4185660 A JP 4185660A JP 18566092 A JP18566092 A JP 18566092A JP H062492 A JPH062492 A JP H062492A
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Kenichi Kaneko
研一 金子
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 セグメントの組立時間を短縮すること。 【構成】 シールド掘進機内に、縦型トンネルを構
成するリング状のセグメントのうち先行して組み立てた
トンネル中間部を支承するシリンダを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は上下方向にトンネル空間
を有するシールドトンネルの施工技術に関し、より詳細
には高能率にセグメントを組立できるシールド掘進機及
びシールドトンネルの組立方法に関する。
【0002】
【従来の技術】複数の回転カッタを有するシールド掘進
機一台で以て上下方向にトンネル空間を画成する断面繭
形のシールドトンネルを施工することが試みられてい
る。この工法はシールド掘進機が断面繭形或いは瓢箪形
を呈し、切羽側に複数の回転カッタを備え、掘進と並行
してシールド掘進機のテール部内で覆工体(セグメン
ト)をリング状に組立て、最終的に上下二つに区画され
た円形トンネルを構築する工法である。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】縦型のシールドトン
ネルの場合は、下位側のトンネルを組み立てた後に上位
側のトンネルを組み立てなければならず、セグメントの
組立てに多くの時間がかかる。また下位側からセグメン
トをすべて組み終えるまでの間、上側端部が開口したま
まとなり、危険である。
【0004】
【本発明の目的】本発明は以上の問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、セグメン
トの組立時間を大幅に短縮できる、シールド掘進機を提
供することにある。さらに本発明はリング間の連結強度
の向上が図れるシールドトンネルの組立方法を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【問題点を解決するための手段】本発明は、上下にトン
ネル空間を有する縦型トンネルを施工するシールド掘進
機において、縦型トンネルを構成するリング状のセグメ
ントのうち先行して組み立てたトンネル中間部を支承す
るシリンダを具備することを特徴とする、シールド掘進
機である。さらに本発明は上下方向に画成した複数のト
ンネル空間を有し、複数のセグメントをリング状に組み
立て、1リング単位で切羽側に延長するシールドトンネ
ルの組立方法において、セグメント上部の切羽側の端部
に、別途のセグメントの載置面となる欠損部を形成する
と共に、セグメント上部の坑口側の端部に、既設セグメ
ントの端面への係止面となる張出部を前記欠損部とほぼ
同形に形成した接合セグメントを使用し、上下のトンネ
ル空間を画成する区画セグメントをシールド掘進機から
伸びるシリンダで支承し、つぎに前記区画セグメントの
両側に前記接合セグメントを組み立て、シリンダで支承
しながら切羽側の端面がトンネル軸方向にずれ、かつリ
ングの切羽側の端面に段差端面を形成するように、リン
グの上半を組み立てる工程と、リングの下半を組み立て
る工程とを並行して行うことを特徴とする、シールドト
ンネルの組立方法である。
【0006】
【実施例1】以下図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。
【0007】<イ>シールド掘進機 図2に本発明に係るシールド掘進機1の中央縦断面を示
し、図3にその正面図を示す。本実施例ではシールド掘
進機1の掘削断面形状が断面繭形の場合について説明す
るが、その他に卵形、矩形、円形であってもよく、要は
上下にトンネル空間を有する縦型のトンネルを施工でき
るシールド掘進機であればよく、公知の各種のシールド
掘進機を使用できる。シールド掘進機1は掘削形状が繭
形を呈するように複数の回転カッタ11、11が回転自
在に軸支され、各回転カッタ11、11のカッタフェイ
ス側には放射状にビットが配列してある。またシールド
掘進機1はカッタフェイスの下部に採土口12が設けら
れ、採土口12を通じて回転カッタ11内に泥土状にし
て取り込んだ削土を立坑側へ排土できるように構成され
ている。さらにシールド掘進機1のテール内には、上下
のトンネルを夫々独立して覆工する2組のエレクタ装置
2、2が配備されている。本発明に係るシールド掘進機
1は内部の中央位置に、やや上向き状態で支持用シリン
ダ3が配設されている。尚、図2中の符号13はシール
ド掘進機1内に配設したシールドジャッキである。
【0008】<ロ>支持用シリンダ 支持用シリンダ3は後述するように上下にトンネル空間
を画成する中間部のセグメントを支持するため油圧又は
空圧式のシリンダで、シールド掘進機1内に上向きに配
置され、その基端はシールド掘進機1に固定され、さら
にその先端にはセグメントの下面を支持する支え治具3
1が設けられている。支え治具31は断面L字形を呈す
る板片で、少なくともセグメントの下面を支える水平面
32が形成されている。また支持用シリンダ3の仰角を
調整可能に構成してもよい。
【0009】<ハ>セグメント 図1及び図3に本発明で使用するセグメントの一例を示
す。本発明では円形トンネルの外殻を構成する円弧状の
普通セグメント5と、2つの円形トンネルの接合部の外
殻を構成する接合セグメント6と、2つの円形トンネル
の接合部間を水平に横架し、トンネル空間を上下に画成
する板状の区画セグメント7の各三種類のセグメントを
使用する。各セグメント5〜7はその内側周縁の複数箇
所にボルトボックスを形成することや、各セグメント5
〜7の内側中央部にエレクタ装置に螺合するための孔を
形成することは従来と同様の構造である。
【0010】<ニ>普通セグメント 普通セグメント6は矩形板をトンネルの形状に合わせ湾
曲して形成した公知のセグメントで、最後に組み付ける
キーセグメント(図示せず)も含まれる。
【0011】<ホ>接合セグメント 図1、4に接合セグメント4の一例を示す。接合セグメ
ント4は断面形状が略Y字形を呈し、上下のトンネル外
殻と夫々接合する上湾曲部41と下湾曲部42を夫々一
体に形成すると共に、両湾曲部41、42の内側中央に
一体に張り出した連結張出部43を有し、区画セグメン
ト5を支持する形状を呈する。
【0012】
【作用】つぎにセグメントの組立て方法について説明す
る。尚、シールド掘進機1による掘削工程や排土工程、
既設トンネルから反力を得て掘進する工程は従来と同様
であるから、これらの工程については説明を省略する。
【0013】<イ>トンネル中間部の先行組み立て 図2に示すシールド掘進機1内でセグメントをリング状
(繭型)に組み立てる。 つぎにこの既設リングを基
に、セグメントをリング状に組み立てて縦型トンネルを
延長するが、本発明の場合は次に説明するようにセグメ
ントの組立順序が従来と異なる。すなわち、従来は下位
側から上位側へセグメントを組み立てていたが、本発明
では図4に示すように縦型トンネルの中間部を先行して
組み立てる。図4の(ハ)に示すように上位トンネルA
と下位トンネルBの境界部の外殻を構成する、断面形状
が略Y字形を呈する接合セグメント4、4を組み付け、
さらに両接合セグメント4、4間に平板状の区画セグメ
ント5を架設する。これらのセグメント4、5の組み付
け作業は図2に示す2組のエレクタ装置2を用いて行
う。
【0014】<ロ>トンネル中間部の支持 本発明では縦型トンネルの中間部を足掛かりに、上位ト
ンネルA及び下位トンネルBを並行して組み立てる関係
から、図1に示すようにシールド掘進機1内の支持用シ
リンダ3を伸長し、図4の(ロ)のように支持用シリン
ダ3の先端の支え治具31を区画セグメント5の切羽側
の下面に当接させて支承する。また、支持用シリンダ3
で支持しながら区画セグメント5を先行して組み立てた
後に、区画セグメント5の両側に接合セグメント4、4
を組み付けても良い。
【0015】<ハ>上下トンネルの同時組立 図4の(ロ)に示すように縦型トンネルの中間部を支持
用シリンダ3で支持した状態で、各接合セグメント4の
上下方向に向かって円弧形の普通セグメント6を順次組
み付け、上位トンネルAと下位トンネルBの組み立て作
業を並行して行う。各トンネルA、Bの外殻がリング状
に組み上がるまでのセグメント4〜6群の総重量は、支
持用シリンダ3を介してシールド掘進機1で支持する。
各トンネルA、Bの組み立て作業中、支持用シリンダ3
で支持された区画セグメント5は、上位トンネルAにあ
っては作業足場として機能し、下位トンネルBにあって
は屋根部材として機能する。そして、図4の(ハ)に示
すように最後にキーセグメントを組み付けて、上下にト
ンネル空間を区画した一体の縦型トンネルを組み立て
る。こうして組み立てたトンネルの外殻を既設リングと
して、同様に組み立てていく。
【0016】
【実施例2】図5に示すように、支持用シリンダ3先端
の支え治具31に上顎33を設けて、区画セグメント5
の切羽側の端を把持して支承しても良い、この上顎33
は水平面32と平行に配置され、油圧又は空圧により或
いは各種のねじ送り機構やギア等により昇降するように
構成されている。またシールド掘進機1に複数の支持用
シリンダ3を配備し、複数地点でセグメントを支持する
場合もある。
【0017】
【実施例3】図6に示すような接合セグメント7を用
い、図7のようなシールドトンネルを構築することも可
能である。以下、本実施例について説明する。
【0018】<イ>接合セグメント 図6に示す接合セグメント7は断面形状が略Y字形を呈
し、上下のトンネル外殻と夫々接合する上湾曲部71と
下湾曲部72を夫々一体に形成すると共に、両湾曲部7
1、72の内側中央に一体に張り出した連結張出部73
を有する。さらに上湾曲部71の上部の切羽側の端部を
切り欠いて欠損部74を形成すると共に、上湾曲部71
の上端部の欠損部74を形成した反対側(坑口側)の端
部をトンネル軸方向に延出させて係止張出部75を形成
している。係止張出部75の張出量(長)は欠損部74
の欠落量(長)とほぼ等しく、この突出量は接合セグメ
ント7のトンネル軸方向の全長の1/3程度に設定する
のが望ましい。接合セグメント7の上部に欠損部74と
係止張出部75を形成したのは、セグメントをトンネル
軸方向に向けてずらして組み立てるためで、係止張出部
75の下部端面が組立を完了した普通セグメント6の上
端面に載置して係止するための係止面を構成し、欠損部
74の上面が次リングの普通セグメント6の下端面を載
置して支持する載置面を構成する。これらの欠損部74
と係止張出部75の形成位置は、区画セグメント5より
上位とする。したがって、本実施例ではこれらのセグメ
ント5〜7を用いて断面繭形に組立ててできる各リング
の端面は、従来のように同一の鉛直面にならず、上位と
下位の各トンネルでトンネル軸方向にずれて形成され
る。また連結張出部73の上面には区画セグメント5の
端部の断差に対応した断差面76を形成している。尚、
図中77はボルトボックスである。
【0019】<ロ>セグメントの組立方法
【0020】図7に示すようにセグメント5〜7で以て
第1リングA1 を組立てる。この第1リングA1 の切羽
側の端面は、接合セグメント7を境に前後にずれた段差
端面として形成される。第1リングA1 及びこれ以降の
組み立て作業は図2に示すシールド掘進機1内で支持用
シリンダ3で以て区画セグメント5を支持しながら他の
セグメントを組み立てるものとする。
【0021】第1リングA1 の組立てを完了したら、シ
ールド掘進機1の掘進作業と並行して、第1リングA1
の切羽側の端面に第2リングA2 、第3リング…を順次
組み立てていく。すなわち、第1リングA1 を構成する
一対の接合セグメント7の欠損部74に第2リングA2
を構成する普通セグメント6を載せてボルトで連結して
第2リングA2 の上半を組み立て、同時にシールド掘進
機1を支持部材として第2リングA2 の下半を組み立て
る。第2リングA2 を構成する各普通セグメント6及び
実施例1で使用した接合セグメント4のトンネル軸方向
の幅(長)が同一であるから、第2リングA2 の切羽側
の端面形状がトンネルの上位側と下位側でトンネル軸方
向にずれて形成され、その結果、第2リングA2 の切羽
側の端面形状は、第1リングA1 の切羽側の端面形状と
等しい段差端面として形成される。このように前回組み
立てたリングの段差端面を利用して各リングの上半側と
下半側を同時に組み立てる。
【0022】尚、本実施例は接合セグメント7を1リン
グおきに組立てる場合について説明したが、接合セグメ
ント7をすべてのリングに用いても良い。この場合、前
後の各セグメント間の継目が同一線上に位置しないよう
に、張出部71、72の長さが異なるタイプを使用する
必要がある。
【0023】本実施例においては、シールドトンネルを
構成する各リング間の接合面がずれて形成されるため、
トンネルの耐剪断力に対する評価が高くなる。
【0024】
【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから次
のような効果を得ることができる。
【0025】<イ> 上下トンネルの組み立て作業を並
行して行えるから、セグメントの組み立て時間を半減で
き、シールド工事の施工性が向上する。る。
【0026】<ロ> 先行して組み立てた縦型トンネル
の中間部のセグメントが上位側のトンネルにあっては作
業用の足場として機能し、また下位側のトンネルにあっ
ては保護用の屋根として機能するから、作業の安全性が
向上する。
【0027】<ハ> 縦型トンネルを下から組み上げて
いくと、両側のセグメントがトンネル内側に撓み易くな
るため、上位側セグメントの組み立てが困難になる。本
発明では縦型トンネルの中間部を先行して組み付けて固
定するので、各トンネルの真円が保ち易く、しかも正し
く組むことができる。
【0028】<ニ> シールドトンネルを構成する各リ
ング間の接合面がずれて形成されるため、トンネルの耐
剪断力に対する評価が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 縦型トンネルの斜視図
【図2】 シールド掘進機の中央縦断面図
【図3】 シールド掘進機の正面図
【図4】 セグメントの組み立て方法の説明図
【図5】 実施例2の説明図
【図6】 実施例3に係る接合セグメントの斜視図
【図7】 実施例3に係るシールドトンネルの斜視図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上下にトンネル空間を有する縦型トン
    ネルを施工するシールド掘進機において、 縦型トンネルを構成するリング状のセグメントのうち先
    行して組み立てたトンネル中間部を支承するシリンダを
    具備することを特徴とする、 シールド掘進機。
  2. 【請求項2】 上下方向に画成した複数のトンネル空
    間を有し、複数のセグメントをリング状に組み立て、1
    リング単位で切羽側に延長するシールドトンネルの組立
    方法において、 セグメント上部の切羽側の端部に、別途のセグメントの
    載置面となる欠損部を形成すると共に、セグメント上部
    の坑口側の端部に、既設セグメントの端面への係止面と
    なる張出部を前記欠損部とほぼ同形に形成した接合セグ
    メントを使用し、 上下のトンネル空間を画成する区画
    セグメントをシールド掘進機から伸びるシリンダで支承
    し、 つぎに前記区画セグメントの両側に前記接合セグメント
    を組み立て、 シリンダで支承しながら切羽側の端面がトンネル軸方向
    にずれ、かつリングの切羽側の端面に段差端面を形成す
    るように、リングの上半を組み立てる工程と、リングの
    下半を組み立てる工程とを並行して行うことを特徴とす
    る、 シールドトンネルの組立方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000291036A (ja) * 1999-04-08 2000-10-17 Kumagai Gumi Co Ltd プレキャスト立坑
JP2012255268A (ja) * 2011-06-08 2012-12-27 Japan Tsusho:Kk 組立式建造物
CN104564109A (zh) * 2015-01-29 2015-04-29 中铁十九局集团轨道交通工程有限公司 抗土体扰动分体式盾构隧道管片支撑架
CN106437758A (zh) * 2016-12-15 2017-02-22 西南交通大学 上下一体式盾构隧道管片衬砌结构

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