JPH07116920B2 - 並設トンネル掘削用シールド機におけるセグメント覆工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複線地下鉄道のような並
設トンネルを同時に掘削し得るシールド機において、そ
のテール部内でセグメント覆工を行うエレクターからな
る覆工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】並設トンネルを掘削するシールド機とし
て、近年、上下スキンプレート間の開口端にセンターカ
ッタを配設してなる中央シールド機体部の両側に、円筒
形状に形成されたスキンプレートの開口端に円形カッタ
板を配設してなる側方シールド機体部を一体的に連結し
た構造のものが開発されている。しかしながら、このよ
うなシールド掘削機によって掘削された大断面のトンネ
ルにセグメント覆工を施すのに適したエレクターはな
く、円形断面のトンネルを掘削する通常のシールド機に
採用されている回転式のエレクターを使用してセグメン
ト覆工を行うことが考えらる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような回転式のエ
レクターによれば、円筒形状に形成されたスキンプレー
トを有する側方シールド機体部によって掘削された断面
円形状トンネルに対するセグメント覆工が可能である
が、中央シールド機体部によって掘削されたトンネル部
までもセグメント覆工することが困難である。

【０００４】さらに、該中央シールド機体部によるトン
ネル掘削幅、即ち、両側の側方シールド機体部間の間隔
が大きい大断面のトンネルになればなる程、その中央ト
ンネル部の覆工が難しくなり、しかも、該中央トンネル
部の上下壁面が水平面に掘削形成されている場合には、
上記のような回転式エレクターを使用しても、セグメン
ト覆工ができない部分が生じる。本発明はこのような大
断面トンネルのセグメント覆工が正確且つ能率良く行え
る並設トンネル掘削用シールド機におけるセグメント覆
工装置の提供を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の並設トンネル掘削用シールド機におけるセ
グメント覆工装置は、中央シールド機体部の両側に側方
シールド機体部を一体的に設けてなる並設トンネル掘削
用シールド機において、側方シールド機体部の円筒形状
のスキンプレートのテール部内に回転式エレクターを配
設し、中央シールド機体部のスキンプレートのテール部
内に上下左右移動可能な中央エレクターを配設してなる
ことを特徴としている。又、中央のエレクターには上下
セグメント覆工の対向面に押接させるグリッパを上下方
向に伸縮自在に配設している。

【０００６】

【作用】中央シールド機体部と側方シールド機体部とを
一体的に設けてなるシールド機を掘進させると、断面長
円形ないしは双眼鏡形状の大断面を有するトンネルが掘
削される。このトンネルにセグメント覆工を施す場合、
側方シールド機体部によって掘削されたトンネル部の円
弧状掘削壁面に対しては回転式エレクターを使用して行
う。

【０００７】そして、その円弧状掘削壁面間に連なる中
央トンネル部の上下掘削壁面に対しては、中央のエレク
ターをトンネル断面に対して上下左右に移動させながら
セグメントの覆工作業を行い、円弧状掘削壁面に組立て
たセグメントに連続させる。又、中央のエレクターに配
設しているグリッパを上下方向に伸長させることによっ
て、上側掘削壁面に施工されたセグメントを突っ張るよ
うにして支持させ、該セグメントの垂れ下がりを防止し
てトンネル壁面に押接させた状態に保持しながら柱等を
組立てる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面について説明す
ると、並設トンネル掘削用シールド機は、図１〜図５に
示すように、中央シールド機体部１の両側に両側シール
ド機体部２、２を一体に並設した構造を有する。側方シ
ールド機体部２、２は一定径と所定長さを有する円筒形
状のスキンプレート2a、2aの前端開口部に全面閉鎖型の
大径円形カッター板３、３を夫々配設し、スキンプレー
ト2aの前端近傍部分に張設している隔壁2bに回転自在に
支持させてなるものである。

【０００９】中央シールド機体部１は、側方シールド機
体部２のスキンプレート2aの径と略同一間隔もしくは小
さい間隔を存して上下に配設した一定幅を有する平鋼板
よりなる上下スキンプレート1a、1b間の前端開口部中央
に全面閉鎖型の小径の円形センターカッター板４を配設
し、上下スキンプレート1a、1bの前端部近傍部分間に一
体に連結、固着している隔壁1cに該センターカッター板
４を回転自在に支持させていると共にこのセンターカッ
ター板４の上下に近接し、且つ前記上下スキンプレート
1a、1bの内面に沿って外周面に多数の掘削ビットを突設
している筒軸形状の水平補助カッター５、５を回転自在
に配設してなるものである。

【００１０】中央シールド機体部１と側方シールド機体
部２とは、側方シールド機体部２、２のスキンプレート
2a、2aの対向上下部を図５に示すように中央シールド機
体部１の上下スキンプレート1a、1bと面一状態となるよ
うに水平方向に延設し、平板形状のカバー６、６によっ
て一体に連結するか、或いは、該カバー６、６の内面に
沿って左右方向に摺動可能に連結し、中央シールド機体
部１と側方シールド機体部２間を連結したジャッキ（図
示せず）によってトンネル幅方向に側方シールド機体部
２、２を移動可能に構成してあり、中央シールド機体部
１と側方シールド機体部２とのスキンプレート内部は連
通状態となっている。

【００１１】なお、上記円形カッター板３、４には公知
のように土砂取り込みスリットとそのスリットにそって
多数突設したカッタービットを有しており、これらの円
形カッター３、４及び水平補助カッター５、５によって
掘削された土砂は、カッター背面と隔壁間に形成された
土砂取入室７に取り込まれ、図４に示すように、該土砂
取入室７と地上に設置した土砂分離槽（図示せず）間に
連通している送排泥管8a、8b内の還流泥水によって排出
される。

【００１２】中央シールド機体部１のスキンプレートの
テール部内には図１、図２に示すように、中央エレクタ
ー９が配設されてあり、側方シールド機体部２のスキン
プレートのテール部内には図１、図４に示すように回転
式エレクター10が配設されていて、これらのエレクター
によりセグメント覆工装置を構成している。

【００１３】中央エレクター９は上下スキンプレート1
a、1bの両側部対向面間に固定した左右一対のガイド支
柱11、11に対して上下左右移動可能に配設されている。
その構成を詳述すると、図３に示すように、背面に第１
水平軌条材12を一体に固着している昇降部材13を上記ガ
イド支柱11、11にローラ等によって昇降可能に支持さ
せ、下部スキンプレート1bの内面と昇降部材13間を連結
しているジャッキ14によって該昇降部材13を昇降させる
ようにしていると共に前記第１水平軌条材12に第１横移
動部材15を左右摺動可能に被嵌させている。さらに、こ
の第１横移動部材15の背面に第２水平軌条材16を一体に
固着し、該第２水平軌条材16に第２横移動部材17を左右
移動可能に被嵌させ、この第２横移動部材17に中央エレ
クター９が一体に配設されているものである。

【００１４】なお、第１及び第２横移動部材15、17は水
平軌条材12、16に内装したジャッキ（図示せず）によっ
て横移動させられるものであるが、手作業によって横移
動させるようにしてもよい。

【００１５】18、18は中央エレクター９を配設している
前記第２横移動部材17に具備させた左右一対のグリッパ
で、図１、図３に示すように、シリンダー19にロッド体
20を伸縮自在に設けてなり、そのシリンダー19の上下部
を彎曲アーム21を介して第２横移動部材17の背面両側部
に回動自在に枢着、支持されている。これらグリッパー
18、18の左右方向の旋回動は、適宜な手段によって行う
ことができるが、図においては、第２横移動部材17に配
設したモータ22の回転を該モータ軸と前記彎曲アーム21
の支持軸とに固着した歯車間に掛け渡しているチエーン
23を介して行っている。

【００１６】一方、前記回転式エレクター10は、図１、
図４に示すように、側方シールド機体部２のスキンプレ
ート2aの後端部内に旋回自在に配設した旋回板24に取付
けられている。この旋回板24はスキンプレート2aの内周
面に固着しているリング状ガイド25の内周面に回動自在
に嵌合、支持され、その前面外周部に固着している大径
歯車26に、ガイド25に装着しているモータ27の回転軸に
固着した小歯車28を噛合させて、該モータ26の回転によ
り旋回させられる。

【００１７】又、旋回板24は、その中央部に小判形ない
しは長円形状の通孔29を穿設していると共に両側部に突
設したブラケット30、30にガイド筒31、31を平行に固着
し、該左右ガイド筒31、31に回転式エレクター10のＵ字
状枠32の両側平行枠部を摺動自在に挿嵌し、さらに、ガ
イド筒31に固着したジャッキ33のロッドを該Ｕ字状枠32
に連結してこのジャッキ33の作動によって回転式エレク
ター10はガイド筒31の長さ方向に移動させられるように
構成されている。

【００１８】34は中央シールド機体部１の前記円形カッ
ター４の回転駆動モータ、35は側方シールド機体部２の
前記大径円形カッター３の回転駆動モータであり、又、
水平補助カッタ５は側方シールド機体部２、２の隔壁前
面間に回転自在に支持されて図示しない駆動モータによ
り回転させられる。

【００１９】36は側方シールド機体部２、２のスキンプ
レート2a、2aの後部内周面から中央シールド機体１のス
キンプレート1a、1bの後部内面に亘って突設している支
持ブラケットで、スキンプレートの内面に沿って小間隔
毎に装着した多数本の推進ジャッキ37を固定、支持して
あり、これらの推進ジャッキ37のロッド端をセグメント
覆工Ｓの前端面に押圧させて、該推進ジャッキ37の伸長
によりシールド機全体を前進させるものである。

【００２０】以上のように構成したので、駆動モータに
よって中央シールド機体部１の小径円形カッター４、両
側の側方シールド機体部２の大径円形カッター３、及び
補助カッター５を回転させる一方、これらのシールド機
体部１、２のスキンプレートのテール部内で既に組立て
たセグメント覆工Ｓの前端面に推進ジャッキ37のロッド
端を受止させ、該推進ジャッキ37を伸長させると、中央
シールド機体部１及び側方シールド機体部２、２が一体
的に推進し、円形カッター板３、４と補助カッター５に
よって地盤が掘削される。

【００２１】この場合、側方シールド機体部２、２の大
径円形カッター板３、３により並設トンネル部Ｔ、Ｔ
が、中央シールド機体部１の小径円形カッター板４及び
上下補助カッター５、５とにより並設トンネルＴ、Ｔ間
に連通する断面矩形状の中央トンネル部Taが掘削、形成
され、全体として断面長円形ないしは双眼鏡形状のトン
ネルが掘削される。

【００２２】掘削土砂はカッター板背面側の取入室７に
取り込まれ、送排泥管8a、8bを還流する泥水によってト
ンネル内を通じて地上に設置した土砂分離槽に排出され
る。シールド機全体が上記推進ジャッキ37の作動によっ
て一定長、掘進すると、該推進ジャッキ37を収縮させた
のち、複数のセグメントＳをトンネル内壁面に沿うよう
にスキンプレートのテール部内で組立てる。

【００２３】このセグメントＳの組立施工を詳述する
と、断面円形状に掘削された両側のトンネル部Ｔ、Ｔの
壁面に対しては、図６に示すように、回転式エレクター
10を使用してセグメント覆工を行う。即ち、ジャッキ33
によってエレクター10のＵ字状枠32を下動させることに
よりトンネル内底部に供給されたセグメントＳを該Ｕ字
状枠32に枢着状態に支持させたのち、モータ27によって
該Ｕ字状枠10を装着している旋回板24を所望のセグメン
ト施工位置まで回動させ、ジャッキ33を操作しながらセ
グメントＳをトンネル壁面に覆工させる。この作業をト
ンネル周方向に順次行って、トンネル部Ｔにセグメント
を組立、覆工する。

【００２４】又、両側のトンネル部Ｔ、Ｔと中央トンネ
ル部Ta間の連設部においては、図７に示すように、その
部分のトンネル壁面を被覆する形状のセグメントSaを上
記回転式エレクター10によって施工する。そして、ま
ず、トンネル底面側に該セグメントSa、Saを施工したの
ち、このセグメントSa、Sa間における中央トンネル部Ta
部のセグメントSbの施工を中央エレクター９によって行
う。

【００２５】即ち、回転式エレクター10を使用して該セ
グメントSbを中央エレクター９に受け渡し可能な場所に
よって移送したのち、ジャッキ14を操作して中央エレク
ター９を取付けている昇降部材13を降下させると共に第
１、及び第２横移動部材15、17を第１及び第２水平軌条
材12、16に沿って該セグメントSb側に移動させることに
より中央エレクター９をセグメントSb上方に対向させ、
しかるのち、降下させて該中央エレクター９にセグメン
トSbを装着する。

【００２６】次いで、中央エレクター９を元位置まで復
帰させ、降下させることによってセグメントSa、Sa間に
該セグメントSbを組立、覆工する。このセグメントSbの
施工後、上記回転式エレクター10を使用して両側のトン
ネル部Ｔ、Ｔと中央トンネル部Ta間の連設部におけるト
ンネル天井面にセグメントSa、Saを組立てたのち、この
セグメントSa、Sa間の中央トンネル天井面に、図８に示
すように中央エレクター９を使用してセグメントSbを組
立てる。

【００２７】即ち、セグメントSbを仮装着している回転
式エレクター10を回転させて該セグメントSbを上方に移
送すると共に中央エレクター９をその方向に横移動させ
て該回転式エレクター10からセグメントSbを受取り、該
中央エレクター９の上側エレクター部に支持させる。し
かるのち、中央エレクター９を元位置まで復帰させると
共に上昇させて前記セグメントSa、Sa間の中央トンネル
天井面に一方のセグメントSaに対して連続するように該
セグメントSbを組立てる。

【００２８】このセグメントSbの組立後、図９に示すよ
うに中央エレクター９にキーセグメントScを載置、支持
させ、該中央エレクター９を上昇させると共に横移動さ
せて前記セグメントSbと他方のセグメントSa間の間隔部
にキーセグメントScを介入状態に組立てる。

【００２９】こうして、両側のトンネル部Ｔ、Ｔから中
央トンネル部Taに亘ってセグメントを連続的に組立てた
のち、両側のトンネル部Ｔ、Ｔと中央トンネル部Ta間の
連設部における上下対向セグメントSa、Sa間に既製支柱
Ｐを築造する。

【００３０】この作業は、図10に示すように、まず、中
央エレクター９に装着している左右一対のグリッパ18、
18のロッド体20、20を上下方向に伸長させて、上下のグ
リッパ18、18を上下対向セグメントSa、Saの内端部に夫
々、当接させ、これらのグリッパ18、18によってセグメ
ントSa、Saを突っ張って上下セグメントSa、Sa間の間隔
を正確に保持する。

【００３１】この状態で、一方の回転式エレクター10に
支柱Ｐを仮装着して支持させ、ジャッキ33を伸長してこ
のエレクター10のＵ字状枠32を水平方向に移動させるこ
とにより支柱Ｐを上下セグメントSa、Sa間に介在させ、
連結するものである。同様に他方の回転式エレクター10
によって他方の上下セグメントSa、Sa間にも支柱Ｐを組
立てる。

【００３２】次に、中央シールド機体部１に対して両側
の側方シールド機体部２、２を幅方向に拡幅移動させる
ことにより、或いは、両側の側方シールド機体部２、２
間の間隔が大きくて中央トンネル部Taのが幅広く形成さ
れる場合には、図11に示すように、回転式エレクター1
0、10によって両側トンネル部Ｔ、Ｔにセグメント覆工
Ｓを施したのち、中央エレクター９の下側エレクター部
を使用して、この中央エレクター９を横移動させながら
中央トンネル部Taの底面に複数個のセグメントSb、Sbを
順次、組立てる。

【００３３】このセグメントの組立後、天壁面側におい
ても、中央エレクター９を上昇させると共に横移動させ
て、前記同様にセグメントSb、Sbを、図12に示すように
順次組立て、次いで、図13に示すようにキーセグメント
Scを組み入れる。

【００３４】支柱Ｐは図14に示すように、両側部におけ
る上下対向セグメントSa、Sa間とセグメントSb、Sb間に
組立てられ、その施工状態は、上記のように中央エレク
ター９の左右、上下のグリッパ18、18を上下方向に伸長
させて、上記同様に、該セグメント突っ張り状態に支持
させ、回転式エレクター10に支柱Ｐを仮装着したのちこ
のエレクター10のＵ字状枠32を水平方向に移動させるこ
とにより該支柱Ｐを上下セグメント間に介在させ、連結
させるものである。このようなセグメント覆工作業を、
シールド機による一定長さのトンネル掘進毎に順次、ト
ンネル長さ方向に行う。

【００３５】なお、本発明は上記のような泥水還流式土
砂排出手段を用いた密閉型シールド掘進機に限定される
ことなく、スクリューコンベア等の適宜の土砂排出手段
を備えたシールド掘進機にも採用し得ることは勿論であ
り、さらに、側方シールド機体部２、２を左右に並設す
る以外に上下方向に並設して地下道路等を築造すること
もでき、また、地下道路以外に地下街の一部等の築造に
も使用することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、中央シー
ルド機体部の両側に側方シールド機体部を一体的に設け
てなる並設トンネル掘削用シールド機において、側方シ
ールド機体部の円筒形状のスキンプレートのテール部内
に回転式エレクターを配設し、中央シールド機体部のス
キンプレートのテール部内に上下左右移動可能な中央エ
レクターを配設しているので、中央シールド機体部と側
方シールド機体部とを一体的に設けてなるシールド機を
掘進させることによって断面長円形ないしは双眼鏡形状
の大断面を有するトンネルを掘削することができ、この
トンネルにセグメント覆工を施す場合、側方シールド機
体部によって掘削された両側のトンネル部の円弧状掘削
壁面に対しては該トンネル部の壁面に沿って回転式エレ
クターを回転させながら円滑にセグメントの組立てが行
うことができる。

【００３７】さらに、その円弧状掘削壁面間に連なる中
央トンネル部の上下掘削壁面に対しては、中央エレクタ
ーを使用してセグメント覆工作業を行うことができるも
のであり、しかも、この中央エレクターがトンネル断面
に対して上下並びに横移動可能となっているので、上記
回転式エレクターでは施工できない大断面トンネルの中
央トンネル部の上下壁面にセグメントを順次円滑且つ能
率よく施工することができ、大断面トンネルの全周に亘
って被覆した組立精度の良いセグメント覆工が得られ
る。

【００３８】又、中央エレクターにはグリッパを上下方
向に伸長自在に配設しているので、このグリッパを伸長
させることによって、上側掘削壁面に施工されたセグメ
ントを突っ張るようにして支持させることができ、該セ
グメントの垂れ下がりを防止しながら、上下対向セグメ
ント間に支柱等を上記回転式エレクターを使用して精度
よく築造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シールド機における覆工装置部分の縦断面図、

【図２】その中央エレクター部分の縦断側面図、

【図３】中央エレクターの平面図、

【図４】回転式エレクター部分の縦断側面図、

【図５】シールド機の正面図、

【図６】両側トンネル部分のセグメント覆工状態図、

【図７】中央トンネル部の底面セグメント覆工状態図、

【図８】中央トンネル部の天壁面セグメント覆工状態
図、

【図９】キーセグメントの組立状態図、

【図１０】支柱の組立状態図、

【図１１】拡幅トンネルにおける中央トンネル部の底面
セグメント覆工状態図、

【図１２】その天壁面セグメント覆工状態図、

【図１３】キーセグメントの組立状態図、

【図１４】支柱の組立状態図。

【符号の説明】

１ 中央シールド機体部 ２ 側方シールド機体部 1a、1b、2a スキンプレート ３ 大径円形カッター ４ 小径円形カッター ９ 中央エレクター 10 回転式エレクター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 潤治 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 大林 正明 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 松本 清志 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (56)参考文献 特開 平３−151497（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−12600（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−53898（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−65799（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−65800（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央シールド機体部の両側にスキンプレ
   ートが円筒形状に形成されている側方シールド機体部を
   一体的に配設してなる並設トンネル掘削用シールド機に
   おいて、側方シールド機体部のスキンプレートのテール
   部内に回転式エレクターを配設し、中央シールド機体部
   のスキンプレートのテール部内に上下左右移動可能な中
   央エレクターを配設してなることを特徴とする並設トン
   ネル掘削用シールド機におけるセグメント覆工装置。
2. 【請求項２】 中央のエレクターに上下セグメント覆工
   の対向面に押接させるグリッパを上下方向に伸縮自在に
   配設していることを特徴とする請求項１の並設トンネル
   掘削用シールド機におけるセグメント覆工装置。