JPH073157B2 - シールドトンネルの接続工法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、とう道としてのシール
ドトンネルにマンホール管等の分岐管を接続させるシー
ルドトンネルの接続工法およびそのための装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市部におけるシールド工事は、
路面交通、隣接構造物に影響を与えず、また、振動や騒
音をともなわないものとして増加の一途をたどり、とう
道が各所に施工されている。かかるとう道としてのシー
ルドトンネルにマンホール管路系の設備を接続するに
は、ＳＴＩＣ（Tunnel Interfaces with Conuits）と称
せられる工法が開発されてきている。

【０００３】ＳＴＩＣ工法は、既設のシールドトンネル
に対して、これに向け、オールケーシングの大型削孔機
で削孔し、分岐鋼管をシールドトンネルに接続させるも
のである。削孔方法としては独自の方式はなく、分岐す
べき管は水平方向のシールドトンネルに対して地上に向
け鉛直もしくは斜め上昇方向に伸びるため、前記オール
ケーシングの大型削孔機での削孔は、大型のボーリング
マシンにより全周回オールケーシングによるものが最適
であり、正循環泥水方式にて地山を保持し、掘削スライ
ムを泥水リフティング処理する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のＳＴ
ＩＣ工法では、大型削孔機と斜削孔保持装置を配置し、
未確認でシールドトンネルに向けて削孔するもので、高
深度の互層土質での一工程削孔のため、精度の確保が難
しく、排土不良や孔壁保持不全などにより削孔不能を引
き起こすことも多い。また、排土処理や大型削孔機の地
上設置を必要不可欠とするので、道路占用条件や道路使
用許可から施工上における規制を受けやすい。

【０００４】本発明の目的は前記不都合を解消し、分岐
管接続の到達精度がよく、かつ排土処理も簡単であり、
施工機械も小型のものですみ、安全性も高いシールドト
ンネルの接続工法および装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、装置としては、後端が埋設用管体に接続する
先導管内に該先導管先端部に位置するカッターヘッドの
回転駆動軸を配設した管埋設用掘進機であり、カッター
ヘッド中央に先行管の後端抱持部を設けて先行管押し出
しを行う拡径掘進機としたことを、また、方法として
は、小口径のケーシング掘削機での先行ボーリング掘削
がシールドトンネルのセグメントを切断しシールドトン
ネル内側の隔壁ボックスに到達後、このケーシング掘削
機のケーシング部分を先行管として残置して掘削機を回
収し、次いで、先行管を抱き込んでこれを押し進めなが
ら後方に分岐管としての管体を順次接続させる管埋設用
拡径掘進機で掘削し、先行管は隔壁ボックスを貫通させ
て順次先端部分をシールドトンネル内で回収するととも
に、管埋設用拡径掘進機の掘削土砂もこの先行管内を通
してシールドトンネル内で回収し、管埋設用拡径掘進機
をシールドトンネル内に到達させてこれを回収し、分岐
管先端をシールドトンネルに接続させることを要旨とす
るものである。

【０００６】

【作用】本発明によれば、先行管を先にシールドトンネ
ル内の隔壁ボックスに安全に到達させ、その後、分岐管
の施工として管埋設用拡径掘進機で先行管を抱き込み、
この先行管をスライム排土、誘導管として利用するの
で、高深度でも精度よくかつ効率よく安全に施工でき
る。

【０００７】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１〜図７は本発明のシールドトンネルの接
続工法の１実施例を示す各工程の説明図で、図示は省略
するが、既設のシールドトンネルが施工されているとし
て、図１に示すように、スクリュー軸２の先端にカッタ
ービット３を設け、このスクリュー軸２の外側に鋼管に
よるケーシング４を配したケーシングオーガー１を小口
径のケーシング掘削機とし、このケーシングオーガー１
で地上から先行ボーリング掘削を行う。なお、この掘削
に際しては、スクリュー軸２内から泥水を送水し、ケー
シング４の上端からスライム排土を回収する正循環方式
を採用する。

【０００８】一方、図２に示すように、シールドトンネ
ル５のセグメントによるスキンプレート６には隔壁ボッ
クス７を取付ける。この隔壁ボックス７は下面にゲート
７ａを有し、側部に注入口７ｂを設けている。前記ケー
シングオーガー１でシールドトンネル５のセグメントを
穿孔切断し、ケーシングオーガー１の先端を隔壁ボック
ス７内で停止する。次いで、注入口７ｂから隔壁ボック
ス７内に止水強化注入を行う。また、ゲート７ａを開口
し、ケーシングオーガー１のカッタービット３をシール
ドトンネル５内で回収する。

【０００９】図３に示すように前記ケーシング４はこれ
を残置して先行管８として利用するが、スクリュー軸２
は回収し、先行管８の先端で隔壁ボックス７から突出す
る端部に口元パッカー装置９をセットし、先行管８内へ
注入ホース10や配線類を挿入する。また、注入口７ｂか
ら隔壁ボックス７内に止水強化注入を行い、先行管８の
周囲を止水強化する。

【００１０】なお、本実施例では、先行管８の施工用と
してスクリュー軸２を有するケーシングオーガー１を使
用したが、これに限定されるものではない。例えば、ケ
ーシング４の先端に嵌着する接合管および該接合管に嵌
着し、内部にモーターや駆動軸を配設し、先端に掘削ビ
ットを設けた先導管とからなり、スクリュー軸２がない
掘削機を使用することも考えられる。この場合も泥水を
送水し、ケーシング４の上端からスライム排土を回収す
る正循環方式が採用できる。

【００１１】注入プラントは地上に設置し、図４に示す
ように隔壁ボックス７がある部分のシールドトンネル５
外部にインナー管11を配置して前記先行管８内を通る注
入ホース10を介して該インナー管11から薬液注入で地盤
強化を行う。

【００１２】次いで、図５に示すように、先行管８を抱
き込んでこれを押し進めながら後方に分岐管12としての
管体を順次接続させる管埋設用拡径掘進機13で掘削す
る。図８〜図11にこの管埋設用拡径掘進機13の詳細を示
す。

【００１３】管埋設用拡径掘進機13は、後端が埋設用管
体としての分岐管12の先端に嵌合接続する先導管14内
に、駆動モーター15と回転駆動軸16を設け、この駆動モ
ーター15と回転駆動軸16とはギヤ17,18 で減速回転する
ように連結した。また、回転駆動軸16の先端は先導管14
の先端部に位置し、ここに掘削刃21を植設したカッター
ヘッド19を設ける。

【００１４】このカッターヘッド19は、中央に前記回転
駆動軸16の中空内部に連通しフェース面に開口する透孔
を形成し、この透孔を前記先行管８の後端抱持部20とす
る。なお、先行管８の後端側部には係止用凹部22を形成
し、これに対してカッターヘッド19に係止ピン23を配設
し、該係止ピン23の先端を係止用凹部22に押圧するよう
にした。また、カッターヘッド19には掘削土砂の取り込
み用開口24が設けられているが、この開口24は抱持した
先行管８の後端に連通する。

【００１５】かかる管埋設用拡径掘進機13で、駆動モー
ター15を始動すれば、ギヤ17,18 を介して回転駆動軸16
およびカッターヘッド19が減速回転し、掘進が行われ分
岐管12が埋設されていく。同時に、先行管８もカッター
ヘッド19により回転され、かつ隔壁ボックス７を貫通し
てシールドトンネル５内へ押し込まれていく。この先行
管８はシールドトンネル５内で先端部を適宜切断除去す
るが、掘削土砂は開口24を介して先導管14内に入り、か
つここから先行管８を通り、シールドトンネル５内へと
排出される。シールドトンネル５内では土砂集積用のベ
ッセル25を置き、また、先行管８の先端に排土用のバル
ブ26を設けてこのベッセル25への土砂の排出を調整でき
るようにした。

【００１６】管埋設用拡径掘進機13がシールドトンネル
５内に到達したたならば、これを回収し、また、隔壁ボ
ックス７を取外し、図６に示すように、耐震ソケット27
を分岐管12の先端に取付け、補強材で周囲を補強してシ
ールドトンネル５と接合する。また、この分岐管12を介
して地上より無収縮モルタルを打設して補修をなし、接
合部の漏水対策として防水処理を行う。

【００１７】これで工事は完了するが、図７に示すよう
に、シールドトンネル５内の残土は、分岐管12を通して
地上へ排出することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように本発明のシールドトン
ネルの接続工法および装置は、分岐管を既設のシールド
トンネルに接続するのに、先行管を抱き込みながら行う
ので分岐管の到達精度がよく、また、この先行管を利用
して排土処理も簡単かつ安全に行えるものである。

【００１９】さらに、地上ピット部からの直接施工が可
能で、仮設工事が少なく、プラント設備もコンパクト化
され作業範囲が縮少できるとともに、施工機械が小型化
され、夜間施工のみ可能な都市地域の狭い道路でも充分
その威力を発揮できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシールドトンネルの接続工法の１実施
例を示す第１工程の説明図である。

【図２】本発明のシールドトンネルの接続工法の１実施
例を示す第２工程の説明図である。

【図３】本発明のシールドトンネルの接続工法の１実施
例を示す第３工程の説明図である。

【図４】本発明のシールドトンネルの接続工法の１実施
例を示す第４工程の説明図である。

【図５】本発明のシールドトンネルの接続工法の１実施
例を示す第５工程の説明図である。

【図６】本発明のシールドトンネルの接続工法の１実施
例を示す第６工程の説明図である。

【図７】本発明のシールドトンネルの接続工法の１実施
例を示す第８工程の説明図である。

【図８】本発明のシールドトンネルの接続装置としての
管埋設用拡径掘進機の１実施例を示す縦断面図である。

【図９】カッターヘッド部分の正面図である。

【図１０】図８のＡ−Ａ線断面図である。

【図１１】図８のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１…ケーシングオーガー ２…スクリュ
ー軸 ３…カッタービット ４…ケーシン
グ ５…シールドトンネル ６…スキンプ
レート ７…隔壁ボックス ７ａ…ゲート ７ｂ…注入口 ８…先行管 ９…口元パッカー装置 10…注入ホー
ス 11…インナー管 12…分岐管 13…管埋設用拡径掘進機 14…先導管 15…駆動モーター 16…回転駆動
軸 17，18…ギヤ 19…カッター
ヘッド 20…抱持部 21…掘削刃 22…係止用凹部 23…係止ピン 24…開口 25…ベッセル 26…バルブ 27…耐震ソケ
ット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 小口径のケーシング掘削機での先行ボー
   リング掘削がシールドトンネルのセグメントを切断しシ
   ールドトンネル内側の隔壁ボックスに到達後、このケー
   シング掘削機のケーシング部分を先行管として残置して
   掘削機を回収し、次いで、先行管を抱き込んでこれを押
   し進めながら後方に分岐管としての管体を順次接続させ
   る管埋設用拡径掘進機で掘削し、先行管は隔壁ボックス
   を貫通させて順次先端部分をシールドトンネル内で回収
   するとともに、管埋設用拡径掘進機の掘削土砂もこの先
   行管内を通してシールドトンネル内で回収し、管埋設用
   拡径掘進機をシールドトンネル内に到達させてこれを回
   収し、分岐管先端をシールドトンネルに接続させること
   を特徴とするシールドトンネルの接続工法。
2. 【請求項２】 後端が埋設用管体に接続する先導管内に
   該先導管先端部に位置するカッターヘッドの回転駆動軸
   を配設した管埋設用掘進機であり、カッターヘッド中央
   に先行管の後端抱持部を設けて先行管押し出しを行う拡
   径掘進機としたことを特徴とするシールドトンネルの接
   続装置。