JPH07119381A - 複断面シールド工法におけるシールド掘進機の発進方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数台のシールド掘進機を連結して推進さ
せ、その後方でシールド掘進機ごとに独立するトンネル
覆工体を組み立てていく複断面シールド工法において、
特にエントランスにおける発進時の漏水を防ぐ。 【構成】 エントランス１の内周面の前後に全周にわた
る１段目パッキン２１、２段目パッキン２２を取り付
け、２台のシールド掘進機２の連結体３の推進にともな
いそのスキンプレート８が２段目パッキン２２を経て１
段目パッキン２１にかかったら、エントランス１の後端
に、エントランス１と組み立てたリング５との間および
リング５間に形成される隙間２５ｃ、１１を塞ぐ蓋体２
３を取り付けこの蓋体で各パッキン２１、２２で塞ぎき
れないリング５間の隙間１１を塞いで止水するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数台の単断面シール
ド掘進機を連結して地山に推進させながら、その後方で
多数のセグメントによりリングを組み立ててシールド掘
進機ごとに独立する断面円形のトンネル覆工体を構築し
ていく複断面シールド工法において、はじめに各シール
ド掘進機を坑口に設けたエントランスから発進させる際
に用いて好適なシールド掘進機の発進方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、覆工された断面形態がまゆ形やメ
ガネ形あるいはダルマ形になる（いわゆるマルチフェー
スまたはダブル・オー・チューブ）複断面シールドトン
ネルの開発ないしは施工が従来よりなされてきており、
本出願人らは、その一例として特開平３ー２８１８９２
号公報に示される技術を提案している。この技術は、複
数台の単断面シールド掘進機を並列連結し、これらシー
ルド掘進機を連結状態のまま推進させるとともに、その
後方で多数のセグメントを組み立ててシールド掘進機ご
とに独立するトンネル覆工体を構築していき、さらには
推進途中でシールド掘進機を分岐させて離間したトンネ
ル覆工体を構築していくといったものである。

【０００３】さて、一般にシールド掘進機をはじめに地
山に推進させていく、つまり発進させていくにあたって
は、図１１に示すように、立坑Ｇ１の底部から発進方向
に向けてまず発進用エントランス１を坑口Ｇ２に設け、
このエントランス１に対し、図１２に示すように複数台
（この場合２台並列）の単断面シールド掘進機２を連結
した後、この連結体３を、エントランス１内を経て地山
Ｇに推進させるとともに、各シールド掘進機２の後部で
複数のセグメント４によりリング５を順次組み立て、リ
ング５にシールド掘進機２の推進用ジャッキ（図示略）
を当てて推進反力をとるようにしている。そして、双方
のシールド掘進機２が地山Ｇに貫入したら、エントラン
ス１と各リング５との隙間にモルタル等の自硬材６を充
填し、安定した構造を得るようにしている。

【０００４】上記連結体３を構成する２台のシールド掘
進機２は同一構成であり、先端にカッタ７を有し主に地
山掘削を行う部分であるフロント部２ａと、主にその内
部でリング５を組み立てる部分であるテール部２ｂとが
合体されてなり、フロント部２ａとテール部２ｂとの外
殻をなす筒状のスキンプレート８が、それぞれ中央連結
部材９で連結されて連結体３となっている。そして、こ
の連結体３を発進させるための上記エントランス１は、
図１５に示すように、連結体３の外形断面に応じて円の
一部が互いに重複した形状に成形された断面まゆ形の外
殻体であり、通常スチール等で製造され、坑口Ｇ２に対
しその後端が立坑Ｇ１に露出する状態で埋設される。

【０００５】このエントランス１の内周面には、土砂や
地下水が地山からエントランス１内を経て立坑Ｇ１に流
出する（以後これを漏水と総称する）ことを防ぐため
に、その全周にわたって、エントランス１と、各シール
ド掘進機２のスキンプレート８および組み立てられたリ
ング５との間の隙間を塞いで止水するためのパッキン１
０が全周にわたって取り付けられている。このパッキン
１０は、シールド掘進機２の推進にともない推進方向側
に弾性変形し、スキンプレート８および中央連結部材９
の外面に圧接させられることによって止水作用をなす。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、２台のシー
ルド掘進機２からなる上記連結体３によれば、たとえ双
方のシールド掘進機２のスキンプレート８どうしが接触
する状態で連結されているとしても、各テール部２ｂ内
で組み立てられるリング５は、図１５に示すように各シ
ールド掘進機２ごとに独立し、かつ相互の間には隙間１
１が形成される。したがって、パッキン１０がシールド
掘進機２のスキンプレート８に圧接している間はそのパ
ッキン１０によって止水がなされるが、シールド掘進機
２の推進とリング５の組み立てが進行し、図１３に示す
ように、リング５がパッキン１０の部分に至ると、隙間
１１の上下部分はパッキン１０で覆われるもののその間
の部分には何も存在しないので、漏水が生じてしまう。

【０００７】また、２台のシールド掘進機２を連結する
中央連結部材９は、フロント部２ａとテール部２ｂとを
それぞれ個々に連結しているため、その間に不連続部１
２が存在し、この不連続部１２がシールド掘進機２の推
進にともなって、図１４に示すようにパッキン１０の部
分に至ると、パッキン１０は不連続部１２を塞ぐことが
できず、ここに土砂や地下水が侵入して漏水の原因とな
るといった問題点もある。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、複数台のシールド掘進機を連結して推進させ、
その後方でシールド掘進機ごとに独立するトンネル覆工
体を組み立てていく複断面シールド工法において、特に
坑口に設けたエントランスからシールド掘進機を発進さ
せる際の止水性の向上が図られる複断面シールド工法に
おけるシールド掘進機の発進方法を提供することを目的
としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、請求項１は、複数台の単断
面シールド掘進機が覆工断面に応じて連結されてなる連
結体を、該連結体の外形断面に応じて成形された外殻体
である発進用エントランス内から地山に向けて推進させ
るとともに、各シールド掘進機のテール部でトンネル覆
工用セグメントによりリングを順次組み立てて、各シー
ルド掘進機に対応した独立する断面円形のトンネル覆工
体を構築していく複断面シールド工法において、前記エ
ントランスの内周面全周にわたり、前記連結体の外周面
およびその後方に組み立てられる前記リングの外周面に
圧接させられるパッキンをあらかじめ取り付けておき、
連結体の推進にともない連結体がパッキンから離脱する
前に、エントランスの後端に、該エントランスと組み立
てたリングとの間およびリング間に形成される隙間を塞
ぐ蓋体を取り付けることを特徴としている。

【００１０】また請求項２では、請求項１の複断面シー
ルド工法におけるシールド掘進機の発進方法において、
前記蓋体の代わりに、組み立てたリング間に形成される
隙間に、該隙間を塞ぐとともに前記パッキンに当接する
閉塞ブロックを嵌め込むことを特徴としている。

【００１１】また請求項３では、前記パッキンを、前記
連結体の推進方向に対する前方側の１段目パッキンと後
方側の２段目パッキンとが所定間隔をおいて配されてな
る２段構成のパッキンとしたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１によれば、複数台のシールド
掘進機が連結されてなる連結体を推進させていくにあた
って、エントランスにあらかじめ取り付けてあるパッキ
ンから連結体が離脱する前に、エントランスの後端に、
エントランスと組み立てたリングとの間およびリング間
に形成される隙間を塞ぐ蓋体を取り付けることによりパ
ッキンで塞ぐことのできないリング間の隙間が蓋体で塞
がれ、このためこの後連結体がパッキンから離脱しても
エントランス内からの漏出が蓋体により防がれる。

【００１３】また、請求項２によれば、前記リング間の
隙間を前記蓋体の代わりに閉塞ブロックで塞ぐことによ
り、パッキンおよび閉塞ブロックとでエントランスと組
み立てたリングとの間およびリング間に形成される隙間
が塞がれ漏水が防がれる。

【００１４】また、請求項３のようにパッキンを２段構
成とすれば、シールド掘進機を連結する部材に不連続部
があっても、シールド掘進機の推進にともなっていずれ
か一方のパッキンがシールド掘進機に作用し、不連続部
からの漏水が防がれる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の第１および第
２実施例を説明する。なお、各図において図１１ないし
図１５と同一の構成要素には同一の符号を付し、特に必
要がない場合は説明を省略する。

【００１６】まず図１ないし図６を参照して第１実施例
を説明する。第１実施例は本発明の請求項１および３に
もとづく方法であって、そのポイントは、まず、あらか
じめエントランス１の内周面の前方側および後方側に、
１段目パッキン２１および２段目パッキン２２を全周に
わたって取り付けておき、連結体３の推進にともない２
段目パッキン２２がリング５に圧接させられた状態で、
かつ、連結体３が１段目パッキン２１から離脱する前
に、エントランス１の後端に、エントランス１と組み立
てたリング５との間およびリング５間の隙間を塞ぐ蓋体
２３を取り付けることにある。

【００１７】各パッキン２１、２２は図１３、図１５等
で示したパッキン１０と同様のもので、シールド掘進機
２の推進にともない推進方向側に弾性変形しスキンプレ
ート８および中央連結部材９の外面に圧接させられるこ
とによって止水作用をなす。各パッキン２１、２２の相
互間隔は、２つの中央連結部材９の相互間隔よりも長
く、かつ、いずれか一方が不連続部１２の部分にあって
も他方がいずれか一方の中央連結部材９に圧接させられ
るように設定されている。これらパッキン２１、２２
は、エントランス１の内周面側に形成された前後の周溝
２４の前端面に基端部が液密的に固着されている。

【００１８】各パッキン２１、２２により、エントラン
ス１とシールド掘進機２のスキンプレート８あるいはリ
ング５との間には、前方から３つの隙間２５ａ、２５
ｂ、２５ｃが分割形成されることとなる。そして、エン
トランス１には、立坑Ｇ１から各隙間２５ａ、２５ｂ、
２５ｃに連通してこれら隙間２５ａ、２５ｂ、２５ｃに
モルタル等の自硬材６を充填またはその際の空気抜きの
ためのパイプ２６が設けられている。図５に示すよう
に、これらパイプ２６は、エントランス１の周方向に適
宜間隔をおいて複数配されている。

【００１９】さて、上記エントランス１内に２台のシー
ルド掘進機２からなる連結体３を推進させていくととも
に、各シールド掘進機２のテール部２ｂ内で複数のセグ
メント４により順次リング５を組み立てていくわけであ
るが、図１に示すように、２段目パッキン２２が２つの
中央連結部材９の間の不連続部１２にかかっても、すで
にその時点では前方の１段目パッキン２１の一部がフロ
ント部２ａ側の中央連結部材９に圧接させられている。
また、この状態から連結体３の推進が進行し、図２に示
すように１段目パッキン２１が不連続部１２にかかる
と、今度は後方の２段目パッキン２２の一部がテール部
２ｂ側の中央連結部材９に圧接させられている。このよ
うに、２段構成のパッキン２１、２２により、いずれか
一方が中央連結部材９の間の不連続部１２にかかってい
ても、他方がフロント部２ａ側あるいはテール部２ｂ側
の中央連結部材９に圧接させられることになるので、不
連続部１２から立坑Ｇ１への漏水が防がれる。

【００２０】次に、図２の状態からさらに連結体３の推
進ならびにリング５の組み立てが進行し、シールド掘進
機２のスキンプレート８が２段目パッキン２２から離脱
してリング５にかかり、かつ、１段目パッキン２２はま
だスキンプレート８にかかっている状態になったら、す
なわち２段目パッキン２２がリング５に圧接させられた
状態で、かつ、１段目パッキン２１が連結体３から離脱
する前に、図３および図６に示すように、エントランス
１の後端に、リング５の外周面とエントランス１の外周
面との隙間（この場合隙間２５ｃ）および左右のリング
５の間の隙間１１を塞ぐ前記蓋体２３を取り付ける。

【００２１】この蓋体２３はスチール等でできたもの
で、図６に示すように、エントランス１の円環部に取り
付けられる適当数の円弧状の蓋体ピース２３ａと、エン
トランス１の円が重複する部分に取り付けられる左右一
対の蓋体ピース２３ｂとからなり、エントランス１に対
して液密的に固着され、かつ、隣接するものどうしも液
密的に連結される。なお、蓋体２３の取り付け作業は、
シールド掘進機２を一旦停止させた状態で行うか、１段
目パッキン２１がスキンプレート８にかかっているので
あれば、シールド掘進機２を推進させながらでもかまわ
ない。

【００２２】このようにしてエントランス１の後端に各
蓋体ピース２３ａ、２３ｂからなる蓋体２３を取り付け
たら、続けて連結体３を推進させていく。連結体３が推
進していくと、図４に示すようにシールド掘進機２のス
キンプレート８が１段目パッキン２１から離脱し、すな
わち２つのパッキン２１、２２とも左右のリング５にか
かり、リング５の間の隙間１１をこれらパッキン２１、
２２では塞ぐことができない状態になる。しかしなが
ら、このときには既にエントランス１の後端に前記蓋体
２３が取り付けられているので、隙間１１から立坑Ｇ１
に流出しようとする土砂や地下水は蓋体２３により遮断
され、漏水が防がれる。

【００２３】この後、連結体３がエントランス１を通り
抜け完全に地山Ｇに貫入したら、各パイプ２６から各隙
間２５ａ、２５ｂ、２５ｃにモルタル等の自硬材６を充
填し安定した構造を得る。

【００２４】次に、図７ないし図１０を参照して本発明
の第２実施例を説明する。第２実施例は本発明の請求項
２および３にもとづく方法であって、そのポイントは、
第１実施例と同様に、まず、あらかじめエントランス１
の内周面の前方側および後方側に、１段目パッキン２１
および２段目パッキン２２を全周にわたって取り付けて
おくことに加え、前記蓋体２３の代わりに、左右のリン
グ５の間に形成される隙間１１に、この隙間１１を塞ぐ
とともに２段目パッキン２２がその上下の外面に圧接さ
せられる閉塞ブロック３１を嵌め込むことにある。

【００２５】第２実施例の場合、図７に示すように、エ
ントランス１の内周面側に形成される周溝２４は１つで
あり、この周溝２４の前端およびエントランス１の後端
に、それぞれ１段目パッキン２１および２段目パッキン
２２が固着され、これによってエントランス１とシール
ド掘進機２のスキンプレート８あるいはリング５との間
には、前方から２つの隙間２５ａ、２５ｂが分割形成さ
れることになり、これに応じて立坑Ｇ１側からパイプ２
６が各隙間２５ａ、２５ｂに達している。これら２段構
成のパッキンの作用効果は第１実施例で述べた如くであ
る。

【００２６】２台のシールド掘進機２からなる連結体３
の推進とリング５の組み立てが進行し、図７に示すよう
に、スキンプレート８が２段目パッキン２２から離脱
し、かつ、１段目パッキン２１がまだスキンプレート８
にかかっている状態において、図７および図９に示すよ
うに、左右のリング５の間の隙間１１に閉塞ブロック３
１を嵌め込む。この閉塞ブロック３１は、図１０に示す
ように、上下一対のピース３１ａを合わせて構成される
もので、スチールあるいはコンクリート等によって隙間
１１に合致する形状に成形されている。各ピース３１ａ
の左右のリング５に接する面には、上下にわたるチュー
ブ３２が取り付けられている。このチューブ３２内に
は、後述の如くモルタル等が注入される。

【００２７】この閉塞ブロック３１を隙間１１に嵌め込
むには、エントランス１よりも手前側の立坑Ｇ１のスペ
ースを利用して隙間１１の上下から各ピース３１ａを差
し入れる。そして、このままでは２段目パッキン２２に
その上下の外面が当接しないので、立坑Ｇ１に設置した
ジャッキ３３により上下の外面が２段目パッキン２２に
当接するまで各ピース３１ａを前方に押し込む。この状
態で、２段目パッキン２２は閉塞ブロック３１の上下の
外面に圧接させられる。さらに、前記チューブ３２内に
モルタルを注入してチューブ３２を左右のリング５に密
着させる。なお閉塞ブロック３１の嵌め込み作業は、シ
ールド掘進機２を一旦停止させた状態で行うか、１段目
パッキン２１がスキンプレート８にかかっているのであ
れば、シールド掘進機２を推進させながらでもかまわな
い。

【００２８】このように閉塞ブロック３１で左右のリン
グ５の間の隙間を塞いだ後、図８に示すように連結体３
を推進させてスキンプレート８が１段目パッキン２１か
ら離脱しても、すなわちパッキン２１、２２双方がリン
グ５にかかった状態になっても、パッキン２１、２２で
リング５の外周側の隙間２５ａ、２５ｂが塞がれ、かつ
閉塞ブロック３１でリング５の間の隙間１１が塞がれて
いるので、地山Ｇからエントランス１内に土砂や地下水
が侵入しても、立坑Ｇ１への漏水が生じない。

【００２９】この後、連結体３がエントランス１を通り
抜け完全に地山Ｇに貫入したら、各パイプ２６から各隙
間２５ａ、２５ｂにモルタル等の自硬材６を充填し安定
した構造を得る。

【００３０】以上説明したように、第１実施例において
は蓋体２３を、また第２実施例においては閉塞ブロック
３１を、２台のシールド掘進機２からなる連結体３の推
進途中において適宜に設けることにより、１段目パッキ
ン２１および２段目パッキン２２でも塞ぎきれない左右
のリング５間の隙間１１を塞ぎ得、もって地山からエン
トランス１内を経て立坑Ｇ１へ流出しようとする土砂や
地下水の流出を遮断することが可能となり、止水性の向
上が図られる。

【００３１】また、両実施例とも１段目パッキン２１、
２段目パッキン２２によってパッキンが２段構成とされ
ていることにより、２台のシールド掘進機２を連結する
中央連結部材９がフロント部２ａとテール部２ｂとに分
かれその間に不連続部１２があっても、いずれか一方の
パッキン２１（２２）がフロント部２ａあるいはテール
部２ｂのスキンプレート８に圧接させられるので、不連
続部１２からの漏水も生じない。このようにパッキンを
２段構成とした目的は、漏水防止機能の向上のためであ
り、中央連結部材９に不連続部１２が存在しない場合
で、かつ第１実施例の場合はパッキンを２段構成にしな
くてもよい。

【００３２】なお、上記各実施例は、同一構成の２台の
シールド掘進機２を並列連結した場合であるが、本発明
はこのような連結形態に限られず、たとえば、シールド
掘進機２を並列３連に連結したり三角形状に連結した場
合、さらには、覆工断面径が異なるシールド掘進機２を
連結した場合等、あらゆる連結形態に適用できる。すな
わちそのような場合であっても、上述のごとく各エント
ランス１の内周面には１段目パッキン２１、２段目パッ
キン２２を設けるとともに、エントランス１とリング５
との隙間を塞ぐ蓋体２３を設けるか、あるいはリング５
間の隙間を塞ぐ閉塞ブロック３１を設けるわけであり、
これらパッキン２１、２２、蓋体２３および閉塞ブロッ
ク３１は、シールド掘進機２の連結形態に応じて適宜な
形状に設定される。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の複断面シ
ールド工法におけるシールド掘進機の発進方法によれ
ば、複数台のシールド掘進機が連結されてなる連結体を
推進させていくにあたって、エントランスにあらかじめ
取り付けてあるパッキンから連結体が離脱する前に、エ
ントランスの後端にエントランスと組み立てたリングと
の間およびリング間に形成される隙間を塞ぐ蓋体を取り
付けるか、あるいは蓋体の代わりにリング間の隙間を閉
塞ブロックで塞ぐことを特徴とし、これら蓋体、もしく
はパッキンと閉塞ブロックとで、エントランスと組み立
てたリングとの間およびリング間に形成される隙間から
の漏水が防がれ止水性の向上が図られる。

【００３４】また、パッキンを２段構成とすれば、シー
ルド掘進機を連結する部材に不連続部があっても、シー
ルド掘進機の推進にともなっていずれか一方のパッキン
がシールド掘進機に作用し、不連続部からの漏水が防が
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の方法の第１段階を示す側
面図である。

【図２】同方法の第２段階を示す側面図である。

【図３】同方法の第３段階を示す側面図である。

【図４】同方法の最終段階を示す側面図である。

【図５】同方法の第１段階の後面図である。

【図６】同方法の第３段階の後面図である。

【図７】本発明の第２実施例の方法の第１段階を示す側
面図である。

【図８】同方法の最終段階を示す側面図である。

【図９】同方法の第１段階の後面図である。

【図１０】閉塞ブロックの構成を示す斜視図である。

【図１１】従来例を説明するにあたって一般的なエント
ランス構造を示す側面図である。

【図１２】単断面シールド掘進機を２台並列させた連結
体の斜視図である。

【図１３】従来方法における問題点を説明するための側
面図である。

【図１４】従来方法における他の問題点を説明するため
の側面図である。

【図１５】連結体による覆工断面を示す正面図である。

【符号の説明】

１ エントランス ２ シールド掘進機 ２ｂ テール部 ３ 連結体 ４ セグメント ５ リング １１ リング間の隙間 ２１ １段目パッキン ２２ ２段目パッキン ２３ 蓋体 ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ エントランスとリングの間の
隙間 ３１ 閉塞ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久原 高志 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 園田 徹士 東京都港区北青山二丁目５番８号 株式会 社間組内 (72)発明者 田中 秀明 東京都港区北青山二丁目５番８号 株式会 社間組内 (72)発明者 北川 滋樹 埼玉県大宮市東新井866−74 (72)発明者 山田 幸男 千葉県市川市市川南１−８−29

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数台の単断面シールド掘進機が覆工断
   面に応じて連結されてなる連結体を、該連結体の外形断
   面に応じて成形された外殻体である発進用エントランス
   内から地山に向けて推進させるとともに、各シールド掘
   進機のテール部でトンネル覆工用セグメントによりリン
   グを順次組み立てて、各シールド掘進機に対応した独立
   する断面円形のトンネル覆工体を構築していく複断面シ
   ールド工法において、 前記エントランスの内周面全周にわたり、前記連結体の
   外周面およびその後方に組み立てられる前記リングの外
   周面に圧接させられるパッキンをあらかじめ取り付けて
   おき、 連結体の推進にともない連結体がパッキンから離脱する
   前に、エントランスの後端に、該エントランスと組み立
   てたリングとの間およびリング間に形成される隙間を塞
   ぐ蓋体を取り付けることを特徴とする複断面シールド工
   法におけるシールド掘進機の発進方法。
2. 【請求項２】 請求項１の複断面シールド工法における
   シールド掘進機の発進方法において、 前記蓋体の代わりに、組み立てたリング間に形成される
   隙間に該隙間を塞ぐとともに前記パッキンに当接する閉
   塞ブロックを嵌め込むことを特徴とする請求項１記載の
   複断面シールド工法におけるシールド掘進機の発進方
   法。
3. 【請求項３】 前記パッキンは、前記連結体の推進方向
   に対する前方側の１段目パッキンと後方側の２段目パッ
   キンとが所定間隔をおいて配されてなる２段構成のパッ
   キンであることを特徴とする請求項１または請求項２記
   載の複断面シールド工法におけるシールド掘進機の発進
   方法。