JPH0726515B2 - 地中ドッキング用シールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、互いに交差する配置や、突き合わせ配置にシ
ールドトンネルをドッキングさせる際に使用する地中ド
ッキング用シールド掘進機に関する。

（従来の技術） 従来、泥水を使用するシールド掘進機として第７図，第
８図に示す構造のものがある。このシールド掘進機は円
筒形のシールド筒１の先端部内に隔壁２を設け、その前
方側を泥水室３とし、隔壁２に支持させて掘削カッター
４（別名カッターディスク）を軸５を中心に回転自在に
備えている。掘削カッター４には前後に貫通開口したス
リット６が放射配置に複数設けられ、その各スリット６
の縁部にカッタービット7,7……を前方側に突出させて
いる。更に隔壁２には、送泥管８及び排泥管９が貫通さ
れ、泥水室３内に泥水を送り込んで加圧し、切羽面の崩
落を防止するとともに泥水とともに削土を排出するよう
にしている。なお、図において10は削土と泥水を攪拌す
るアジテータ、11は掘進用ジャッキー、12はセグメント
によって組み立てられた覆工壁である。

そして、トンネル掘進に際しては、泥水室３内に送，排
泥管8,9を通じて泥水を送排しつつ掘削カッター４を回
転させ、ジャッキ11によりシールド筒１を押し出して掘
進し、一定長さ掘進の後、シールド筒１後端部内にてセ
グメントを円筒状に組み立て覆工後12を延長し、然る
後、更に掘進する工程を繰り返す。

この従来装置を使用して既存のトンネルと交差する方向
にトンネルをドッキングさせる際には、第９図（イ）に
示すように既設トンネル13に接する手前で掘進を停止
し、該シールド筒１内の隔壁２及び掘削カッター４を取
り外し、両トンネル13,14間の未掘削部分ａを手掘りに
よって掘削し、第９図（ロ）に示すように既設トンネル
13と、新設トンネル14間を連結していた。また、手掘り
部分の地山の崩落や出水を防止するため、予め未掘削部
分ａの周囲にセメントミルク等の地盤硬化剤を注入して
いた。

また、対向方向に掘進したトンネルを地中にて突合せ方
向にドッキングさせるに際し、特に海底トンネル等のよ
うな高水圧で地盤の安定度が低い地盤中においては、ド
ッキング部の周囲の地盤を凍結させたり、該地盤に薬液
を注入したりして固化させることにより、止水及び地山
の崩落を防止する方法や、一方のシールド掘進機の先端
に連結筒を突出可能に設けておき、両シールド掘進機間
に掛け渡す方法が開発されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来のシールド掘進機では、地中におけるトン
ネルのドッキングに際し、多量の薬液の注入や、長時間
を要する地盤の凍結が必要になり、経費と時間を多く要
し、しかも地下水の流れがある場合には充分な固結が期
待できない。また硬化させ地山を掘削しなければなら
ず、しかもその掘削は手掘りによるものであり、作業性
が悪く、かつ危険が多いという問題があった。

本発明は上述の如き従来の問題にかんがみ、トンネルの
地中ドッキングの際の掘削時間を短縮し、かつ、作業性
を向上させることのできる地中ドッキング用シールド掘
進機の提供を目的としたものである。

（課題を達成するための手段） 上述の如き目的を達成するための本発明の特徴は、シー
ルド筒の前端部に設けた隔壁の前方側に掘削カッターを
回転自在に備えてなるシールド掘進機において、前記シ
ールド筒の前端部外周に、先端が前記掘削カッターの前
方まで突出でき、かつ該シールド筒に対して回転自在に
支持され、先端に切削ビットを突設したドッキング用シ
ール筒を備え、前記掘削カッターの背面に前記ドッキン
グ用シール筒の内面に係合する係合突起を、該掘削カッ
ターの回転半径方向に出入自在で、かつ軸心方向に往復
動自在に支持させるとともに、該係合突起を半径方向及
び軸心方向に動作させる駆動手段を備えたことにある。

（作用） 本発明の地中ドッキング用シールド掘進機においては、
ドッキング用シール筒を後退させた状態で従来のシール
ド掘進機と同様に掘進し、後方にセグメントによる覆工
壁を順次延長させる。そして、トンネルの地中ドッキン
グ時にはシールド筒の進行を停止させ、掘削カッターに
支持させた係合突起を後退側に移動させた状態で半径方
向に突出させてドッキング用シール筒に係合させ、この
状態で掘削カッターを回転させつつ係合突起を前進方向
に移動させる。これによってドッキング用シール筒は前
端の切削ビットにより地山を円筒状に掘進しつつ前進す
る。そして係合突起の前後方向の１ストローク分だけ前
進させた後、係合突起を引き込んでドッキング用シール
筒の後方側に係合し直し、再度同様にして前進させ、掘
削カッターの前方の所定長さ位置まで前進させる。

このようにして既設のトンネルの側面にドッキングさせ
る場合には、上述したドッキング用シール筒によって既
設トンネルの覆工壁を円筒形に掘削し、該シール筒を既
設トンネルとシールド筒間に掛け渡す。また対向方向に
ドッキングする場合には、対向するシールド掘進機のシ
ールド筒の先端部外周までドッキング用シール筒を前進
させ、対向している両シールド筒間に掛け渡す。然る
後、内部の未掘削部分を掘削してトンネル間をドッキン
グさせる。

（実施例） 次に本発明の実施例を第１図〜第６図について説明す
る。なお、前述した従来の技術と同じ部分には同じ符号
を付してその説明を省略する。

このシールド掘進機は、シールド筒１の略前方側半分の
小径部20としており、その小径部20の外周に円筒形をし
たドッキング用シール筒21が軸受メタル22を介して回転
自在に嵌合されている。このシール筒21は最も後退した
状態でその先端が掘削カッター４の後縁部に位置する長
さとなっており、その先端縁には多数の切削ビット21a
が突設されている。

シール筒21の内内周面には、後述する係合突起が嵌合さ
れる凹陥部23（第３図に示す）が円周方向の所定角度位
置にあってシール筒21の軸心方向と平行配置に複数並べ
て設けられている。

一方、掘削カッター（カッターディスク）４の背面に
は、複数の係合突起24が該掘削カッター４の回転半径方
向外側に向けて支持されている。この係合突起24は、突
起出入用の油圧ジャッキ25によって半径方向に出入動作
されるようになっている。

また、油圧ジャッキ25は、ガイドレール26に摺動自在に
支持されており、このガイドレール26は掘削カッター４
の背面に突設したブラケット27に固定されて、該カッタ
ー４の回転軸心方向と平行に向けられている。

油圧ジャッキ25と掘削カッター４との間には、突起摺動
用の油圧ジャッキ28が介在されており、この油圧ジャッ
キ28をもって油圧ジャッキ25をガイドレール26に添って
摺動させることにより係合突起24が掘削カッター軸方向
に移動されるようになっている。

次に上述したシールド掘進機Ａによるトンネルの地中ド
ッキングについて説明する。

まず、既設のトンネル13に交差させてドッキングさせる
際には、第５図（イ）に示すように既設トンネル13に接
近した位置で掘進を停止し、油圧ジャッキ28を伸ばして
係合突起24を後退させ、油圧ジャッキ25により係合突起
24を突出させ、その先端をシール筒21の内面の凹陥部23
に係合させる。

この状態で掘削カッター４を回転させつつ油圧ジャッキ
28を縮める。これによってシール筒21は掘削ビット21a
により地山を円筒状に掘削しつつ前進する。そして油圧
ジャッキ28の１ストローク分だけ前進させた後、停止さ
せ、係合突起24を引き込ませ、再度後退させて後方側の
凹陥部23に係合し直し、前述と同様にシール筒21を回転
させつつ前進させる。このようにしてシール筒21を前進
させ、既設トンネル13の覆工壁13a円筒形に掘削し、覆
工壁13aとシールド筒１間にシール筒21を掛け渡す。然
る後、隔壁２及び掘削カッター４を取り外シール筒21内
の土砂を排出することにより両トンネルがドッキングさ
れる。

また、対向方向に掘進した新設トンネル間のドッキング
に際しては、対向するシールド掘進機の内の一方側に本
発明に係るシールド掘進機Ａを使用し、第６図（イ）に
示すように両掘進機A,Bが接近した位置で停止させ、前
述と同様にしてシールド掘進機Ａのシール筒21を他方の
シールド掘進機Ｂのシールド筒１の先端外周位置まで前
進させて第６図（ロ）に示すように両シールド筒1,1間
にシール筒21を掛け渡し、然る後、各隔壁２及び掘削カ
ッター４を取り外してシール筒21内の土砂を取り除く。
これによって両トンネルがドッキングされる。

（発明の効果） 上述したように本発明の地中ドッキング用シールド掘進
機は、シールド筒の先端外周に、先端に掘削ビットを突
設したドッキング用シール筒を回転自在で、かつ前後方
向の摺動自在に取り付け、これを掘削カッター背面に備
えた係合突起に係合させて前進させることができるよう
にしたことにより、地中にてシールドトンネル間をドッ
キングさせる際に、相手方のトンネルもしくはシールド
掘進機のシールド筒との間に、このドッキング用シール
筒を掛け渡すことができることとなり、ドッキングの作
業性が著しく向上し、安全に、しかも短時間に作業を完
了させることができることとなったものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る地中ドッキング用シールド掘進機
の実施例の概略構造を示す断面図、第２図は同正面図、
第３図は同部分拡大断面図、第４図は第３図中のＡ−Ａ
線断面図、第５図（イ）（ロ），第６図（イ）（ロ）は
別々の地中ドッキング状態を示す断面図、第７図はシー
ルド掘進機の従来例を示す断面図、第８図は同正面図、
第９図（イ）（ロ）は従来のドッキング方法を示す断面
図である。 ａ……未掘削部分、１……シールド筒、 ２……隔壁、３……泥水室、 ４……掘削カッター、５……軸、 ６……スリット、７……カッタービット、 ８……送泥管、９……排泥管、 10……アジテータ、11……掘進用ジャッキ、 12……覆工壁、13……既設トンネル、 14……新設トンネル、20……小径部、 21……ドッキング用シール筒、 21a……切削ビット、23……凹陥部、 24……係合突起、25,28……油圧ジャッキ、 26……ガイドレール、27……ブラケット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド筒の前端部に設けた隔壁の前方側
   に掘削カッターを回転自在に備えてなるシールド掘進機
   において、前記シールド筒の前端部外周に、先端が前記
   掘削カッターの前方まで突出でき、かつ該シールド筒に
   対して回転自在に支持され、先端に切削ビットを突設し
   たドッキング用シール筒を備え、前記掘削カッターの背
   面に前記ドッキング用シール筒の内面に係合する係合突
   起を、該掘削カッターの回転半径方向に出入自在で、か
   つ軸心方向に往復動自在に支持させるとともに、該係合
   突起を半径方向及び軸心方向に動作させる駆動手段を備
   えたことを特徴としてなるシールド掘進機。