JPH0696951B2 - トンネルの構築工法及びそれに用いるシールド掘進機 - Google Patents

トンネルの構築工法及びそれに用いるシールド掘進機

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JPH0696951B2
JPH0696951B2 JP63192684A JP19268488A JPH0696951B2 JP H0696951 B2 JPH0696951 B2 JP H0696951B2 JP 63192684 A JP63192684 A JP 63192684A JP 19268488 A JP19268488 A JP 19268488A JP H0696951 B2 JPH0696951 B2 JP H0696951B2
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excavator
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシールド工法及びシールド掘進機に関するもの
である。
(従来の技術) 一般に地下鉄や地下自動車道路の建設は、主に開削工法
又はシールド工法で行われている。
該開削工法は地表面から断面箱型状の溝を掘削するとと
もに、該溝の上面開口部を床板で閉塞して掘削部を築造
した後に、再び必要な土を埋め戻して構築する工法であ
る。これは上述のように地表面から断面箱型状の溝を掘
削するため膨大な費用と期間がかかり、かつ市街地等で
は夜間にしか工事ができないという制限がある。
そのため現在では、一般にシールド工法が多く使用され
るようになっている。
このシールド工法とは、土砂を掘削するカッターを備え
たシールド機と、その外周に設けた円筒状のシールドフ
レームとで構成されたシールド掘進機を、立坑から地中
に搬入して横方向に推進させてトンネルを掘削し、その
内周面にセグメントを覆工するという工法である。
このシールド工法により地下鉄等を掘削する場合は、シ
ールド掘進機の大きさが限られているため、第6図に示
すようにトンネルを左右、又は上下に重ねた状態で掘削
していた。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、電車や自動車等の建築限界は矩形状であ
り、またケーブル等を敷設するためのトンネルも断面矩
形状であることが望ましい。
しかし、上記シールド工法は断面が円形状のため、無駄
な空間を掘削しなければならず、しかも任意の大きさの
トンネルを掘削する場合は、シールド掘進機の大きさが
限られているため、それに対応するシールド掘進機が得
られずに、2重或は3重の重ね掘りをしなければならな
かった。
そのため効率的な掘削が出来ないばかりか、工期が長く
なり、かつ工費も嵩むという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は無駄な空間のない断面箱型のトンネルが掘削で
きるとともに、任意の大きさのトンネルに容易に対応で
きるシールド掘進機を提供し、効率的でかつ工期の短い
安価なシールド工法を提供することである。
(課題を解決するための手段) 以上の課題を達成するための本発明のトンネルの構築工
法は、 請求項1の発明が、断面矩形のシールドフレームの前面
側に掘削カッタを備えた掘進ユニットを複数組み立てて
任意の形状に形成したシールド掘進機でトンネルを掘削
形成した後、該トンネル内において前記掘進ユニットの
一部を取り外して前記シールド掘進機とは異なる形状の
シールド掘進機で前記トンネルとは異なる形状のトンネ
ルを連続的に掘削形成することを特徴とする構成とする
ことであり、 請求項2の発明が、断面矩形のシールドフレームの前面
側に掘削カッタを備えた掘進ユニットを複数組み立てて
任意の形状に形成したシールド掘進機でトンネルを掘削
形成した後、該トンネル内において前記掘進ユニットの
一部を取り外して前記シールド掘進機とは異なる形状の
シールド掘進機でトンネルを連続的に掘削形成し、さら
にこのシールド掘進機を分割して複数に分岐したトンネ
ルを連続的に掘削形成することを特徴とする構成とする
ことであり、 請求項3の発明が、断面矩形のシールドフレームの前面
側に掘削カッタを備えた掘進ユニットを複数組み立てて
任意の形状に形成したシールド掘進機でトンネルを掘削
形成した後、該トンネル内において前記シールド掘進機
を複数に分割して前記トンネルから異なる方向に分岐し
た複数のトンネルを連続的に掘削形成することを特徴と
する構成とすることであり、 請求項4の発明が、断面矩形のシールドフレームの前面
側に掘削カッタを備えた掘進ユニットを複数組み立てて
任意の形状に形成したシールド掘進機でトンネルを掘削
形成した後、該トンネル内において前記シールド掘進機
を複数に分割して前記トンネルから異なる方向に分岐し
た複数のトンネルを掘削形成した後、さらに前記分岐し
たシールド掘進機を再び合流させて他のトンネルを連続
的に掘削形成することを特徴とする構成とすることであ
り、 またシールド掘進機の発明が、円盤カッタを備えた円筒
状の枠体と、該枠体を囲む状態で設けた断面矩形のシー
ルドフレームとからなる掘進ユニットを、その側面を接
触させて連結手段により取り外し自在に組立形成したこ
とを特徴とする構成とすることである。
(作用) 而して上記構成によれば、立坑へ搬入された掘進ユニッ
トを立坑の底部で連結し任意の大きさ及び形状のシール
ド掘進機を組立形成する。
次に、このシールド掘進機で地山を削りながら横方向へ
掘進することによりトンネルを掘削するとともに、その
内周面に現場打鉄筋コンクリートを覆工する。
そして前記トンネルの中途部から異なる寸法及び形状の
トンネルを掘削する場合は、前記トンネル内においてシ
ールド掘進機から一部の掘進ユニットを分離解体して前
記シールド掘進機とは寸法及び形状の異なるシールド掘
進機を形成し、これによりトンネルを掘削形成する。
また、これとは別に前記トンネルの中途部から異なる方
向に分岐した複数のトンネルを掘削する場合は、トンネ
ル内において前記シールド掘進機を複数に分割して前記
シールド掘進機とは寸法及び形状の異なるシールド掘進
機を形成し、これにより前記トンネルから異なる方向に
分岐したトンネルを掘削形成する。この場合、一部の掘
進ユニットを分離解体したシールド掘進機をさらに複数
に分割してもよい。
さらに、前記のように異なる方向に分岐したシールド掘
進機を再び合流させて分岐する前のトンネルと同一の形
状及び寸法のトンネルを構築することもできる。
(実施例) 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明のシールド掘進機Aは、立坑の底部で組立形成さ
れた掘進ユニット1が複数任意に連結されて構成される
ものである。
該掘進ユニット1は地山を掘削する掘削部2と、外周面
が矩形状のシールドフレーム3とにより構成されてい
る。
該掘削部2は円筒状の枠体4とカッター5とにより構成
され、該カッター5は環状のフレーム5aに掘削羽5bが取
り付けられるとともに、回転軸5cがモータ6に連結され
ることにより回転して地山を掘削するものである。
また枠体4の前面板4aにはカッター5により掘削された
泥水等をトンネルm側に排出する排泥管7aと泥水圧によ
る切羽の土圧に対向するための送泥管7bとが設けられて
いる。
この排泥管7a及び送泥管7bは泥水式の場合に設けられる
ものであるが、土圧式の場合は排泥管7aのかわりにスク
リュウコンベヤが設けられ、これにより排泥するもので
ある。
また枠体4内部周面の対角位置には並列状に配置された
一対のシールドジャッキ8が設けられ、その先端部8aが
トンネルmの内面に組立てられた型枠kに当接され、該
型枠kを押圧することにより推進反力を掘進ユニット1
に与えている。
シールドフレーム3は矩形状の外筒3aと円筒状の内筒3b
とが連結片3dを介して連結して構成され、第4図に示す
ように防水性のクッション材9を介してボルト3cにより
枠体4の外周に嵌合固着されている。
シールドフレーム3の先端部には、外筒3aの先端部とカ
ッター5との間が内側に傾斜した傾斜板で閉塞されてす
り鉢状の掘削部10が形成され、前記傾斜板に地山へ水を
噴射する噴射体11が適宜間隔ごとに設けられ、その噴射
ノズル11aが前記掘削部10に臨んでいる。
該シールドフレーム3における外筒3aと内筒3bとの間に
はプレスジャッキ12が適宜間隔ごとに設けられ、伸縮自
在な押圧シリンダー12aがトンネルm側に伸長してトン
ネル内周面に覆工した現場打ち鉄筋コンクリートnを押
圧することによりその反力でシールド掘進機Aを推進さ
せる。
またシールドフレーム3の外筒3aの周面には他の掘進ユ
ニット1を連結組立する連結ボルト13が備えられ、該連
結ボルト13により任意の数の掘進ユニット1が接続され
て第1図及び第2図に示すようなシールド掘進機Aが組
立形成される。
次に本発明のシールド掘進機Aを使用したシールド工法
について説明する。
まず始めに立坑を掘削し、この立坑内に複数の掘進ユニ
ット1を搬入し、ここにおいてこれらの掘進ユニット1
を連結ボルト13で連結結合してシールド掘進機Aを組立
形成する。
そして第1図に示すように、各掘進ユニット1における
掘削部10の噴射ノズル11aから地山に水を噴射して地山
を緩めながらカッター5を回転させて掘削する。
そしてこの掘削された土砂は泥水とともに排泥管7aから
後部側(トンネルm側)へ排出される。
この際シールド掘進機Aはプレスジャッキ12及びシール
ドジャッキ8の作用により前方へ掘進せしめられてトン
ネルmが掘削される。そして該トンネルmの内周面に型
枠kを組み立ててその間に現場打ち鉄筋コンクリートn
を打設する。
次に、この型枠k及び現場打ち鉄筋コンクリートnに、
シールド掘進機Aの外側の掘進ユニットにおけるシール
ドジャッキ8及びプレスジャッキ12を当接し、これを押
圧しながらその反力によりシールド掘進機Aを更に推進
させる。
そして、これらの一連の動作を繰り返すことにより地下
構造物Tを構築するものである。
また、第5図に示すように、トンネルmの中途部から形
状及び寸法の異なるトンネルを掘削形成する場合は、前
記トンネルm内においてシールド掘進機Aから掘進ユニ
ット1の一部を取り外して前記シールド掘進機Aとは寸
法及び形状の異なるシールド掘進機Aを形成し、これに
よりトンネルmを掘削形成する。
また、これとは別に前記トンネルmの中途部から異なる
方向に分岐した複数のトンネルを掘削形成する場合は、
前記と同様に前記トンネルm内においてシールド掘進機
Aを分割して前記シールド掘進機Aとは寸法及び形状の
異なるシールド掘進機Aを形成し、これにより前記トン
ネルmから異なる方向へ分岐したトンネルを掘削形成す
る。
さらに、この分岐したシールド掘進機を再び合流させせ
て分岐する前のトンネルと同一の形状及び寸法のトンネ
ルを構築することもできる。
(発明の効果) 本発明は以上の様な構成にしたことにより下記の効果を
有する。
断面矩形のシールドフレームの前面側に掘削カッタ
を備えた掘進ユニットを複数組み立てて任意の形状に形
成したシールド掘進機でトンネルを掘削形成した後、該
トンネル内において前記掘進ユニットの一部を取り外し
て前記シールド掘進機とは異なる形状のシールド掘進機
で前記トンネルとは異なる形状のトンネルを連続的に掘
削形成することにより、一つのトンネルの中に形状及び
大きさの異なるトンネルを容易かつ効率的に構築でき
る。
断面矩形のシールドフレームの前面側に掘削カッタ
を備えた掘進ユニットを複数組み立てて任意の形状に形
成したシールド掘進機でトンネルを掘削形成した後、該
トンネル内において前記掘進ユニットの一部を取り外し
て前記シールド掘進機とは異なる形状のシールド掘進機
でトンネルを連続的に掘削形成し、さらにこのシールド
掘進機を分割して複数に分岐したトンネルを連続的に掘
削形成したことにより、一つのトンネルの中に形状及び
大きさの異なる複数のトンネルを容易かつ効率的に構築
できる。
断面矩形のシールドフレームの前面側に掘削カッタ
を備えた掘進ユニットを複数組み立てて任意の形状に形
成したシールド掘進機でトンネルを掘削形成した後、該
トンネル内において前記シールド掘進機を複数に分割し
て前記トンネルから異なる方向に分岐した複数のトンネ
ルを連続的に掘削形成することより、一つのトンネルの
から複数に分岐したトンネルを容易かつ効率的に構築で
きる。
断面矩形のシールドフレームの前面側に掘削カッタ
を備えた掘進ユニットを複数組み立てて任意の形状に形
成したシールド掘進機でトンネルを掘削形成した後、該
トンネル内において前記シールド掘進機を複数に分割し
て前記トンネルから異なる方向に分岐した複数のトンネ
ルを掘削形成した後、さらに前記分岐したシールド掘進
機を再び合流させて他のトンネルを連続的に掘削形成す
ることにより、トンネルを途中で分割し、かつ再び合体
させたトンネルを構成とすることができる。
シールド掘進機を円盤カッタを備えた円筒状の枠体
と、該枠体を囲む状態で設けた断面矩形のシールドフレ
ームとからなる掘進ユニットを、その側面を接触させて
連結手段により取り外し自在に組立形成したことによ
り、無駄な空間のない箱型断面のトンネルを掘削形成で
きるとともに、任意の大きさ及び形状のトンネルに対応
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシールド掘進機の断面図、第2図は第
1図のB−B線断面、第3図は同C−C線断面図、第4
図は要部の拡大断面図、第5図はトンネルの構築状態を
示す断面図、第6図は従来の掘削を示すトンネルの断面
図である。 A:掘進ユニット、1:シールド機 3:シールドフレーム、m:トンネル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】断面矩形のシールドフレームの前面側に掘
    削カッタを備えた掘進ユニットを複数組み立てて任意の
    形状に形成したシールド掘進機でトンネルを掘削形成し
    た後、該トンネル内において前記掘進ユニットの一部を
    取り外して前記シールド掘進機とは異なる形状のシール
    ド掘進機で前記トンネルとは異なる形状のトンネルを連
    続的に掘削形成することを特徴とするトンネルの構築工
    法。
  2. 【請求項2】断面矩形のシールドフレームの前面側に掘
    削カッタを備えた掘進ユニットを複数組み立てて任意の
    形状に形成したシールド掘進機でトンネルを掘削形成し
    た後、該トンネル内において前記掘進ユニットの一部を
    取り外して前記シールド掘進機とは異なる形状のシール
    ド掘進機でトンネルを連続的に掘削形成し、さらにこの
    シールド掘進機を分割して複数に分岐したトンネルを連
    続的に掘削形成することを特徴とするトンネルの構築工
    法。
  3. 【請求項3】断面矩形のシールドフレームの前面側に掘
    削カッタを備えた掘進ユニットを複数組み立てて任意の
    形状に形成したシールド掘進機でトンネルを掘削形成し
    た後、該トンネル内において前記シールド掘進機を複数
    に分割して前記トンネルから異なる方向に分岐した複数
    のトンネルを連続的に掘削形成することを特徴とするト
    ンネルの構築工法。
  4. 【請求項4】断面矩形のシールドフレームの前面側に掘
    削カッタを備えた掘進ユニットを複数組み立てて任意の
    形状に形成したシールド掘進機でトンネルを掘削形成し
    た後、該トンネル内において前記シールド掘進機を複数
    に分割して前記トンネルから異なる方向に分岐した複数
    のトンネルを掘削形成した後、さらに前記分岐したシー
    ルド掘進機を再び合流させて他のトンネルを連続的に掘
    削形成することを特徴とするトンネルの構築工法。
  5. 【請求項5】円盤カッタを備えた円筒状の枠体と、該枠
    体を囲む状態で設けた断面矩形のシールドフレームとか
    らなる掘進ユニットを、その側面を接触させて連結手段
    により取り外し自在に組立形成したことを特徴とするシ
    ールド掘進機。
JP63192684A 1988-08-03 1988-08-03 トンネルの構築工法及びそれに用いるシールド掘進機 Expired - Fee Related JPH0696951B2 (ja)

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