JPH0774588B2 - 地下坑道の地中接合方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ この発明は、地下坑道の地中接合方法に関し、特に、シ
ールド掘進機で地下坑道を掘削する際の地中接合方法に
関する。

≪従来の技術≫ 周知のように、地下坑道の構築方法としてシールド工法
がある。

この種の工法では、通常地下坑道を構築する区間に発進
および到達立坑を形成し、発進立坑から到達立坑に向け
てシールド掘進機により掘削が行われる。

ところで、構築する地下坑道が長い場合などには、構築
する地下坑道の両端から一対のシールド掘進機を使用し
て掘削が同時に行われる。

このような状態で地下坑道を構築すると、別々に掘り進
められた坑道を地中で接合することになるが、シールド
掘進機同士の掘削位置を正確に測定することが難しいの
で、地中での接合精度を確保することが極めて困難であ
った。

そこで、従来は、地中で接合する際に、接合地点の周辺
地盤を予め地上又は地中より凍結したり、あるいは、固
結剤を注入して地盤改良し、シールド掘進機の接合位置
が若干ズレた場合の対策を施しておき、地盤改良した部
分でシールド掘進機同士が接合するようにしていた。

しかしながら、このような接合方法には、以下に説明す
る技術的課題があった。

≪発明が解決しようとする課題≫ すなわち、凍結による地盤改良では、接合地点を凍土を
形成するまでに多大の時間を要し、しかも、工費がかさ
むという問題があった。

一方、固結剤を注入する地盤改良では、固結剤を注入す
ることにより、地盤の強度および止水性を改良する方法
であるが、注入された固結剤が接合地点の周辺に確実に
浸透しているかどうかの確認が困難なため、信頼性に欠
けるという問題があった。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、接合地点近傍の
地盤の性状を確実に変更でき、しかも、工期および工費
の面でも有利になる地下坑道の接合方法を提供すること
にある。

≪課題を解決するための手段≫ 上記目的を達成するために、本発明は、一対のシールド
掘進機でそれぞれ地下坑道を掘削し、これらの地下坑道
を地中で接合させる方法において、前記シールド掘進機
のうち少なくとも一方に拡径部掘削用の補助カッターを
設置するとともに、接合地点の近傍において前記補助カ
ッターを駆動して拡径部を形成し、かつ、形成された前
記拡径部に固化材を注入しながらシールド掘進機を後退
させ、前記固化材の固化前に他方のシールド掘進機をこ
の固化材中に貫入させることを特徴とする。

≪発明の作用効果≫ 上記構成の地下坑道の接合方法によれば、接合地点の近
傍に補助カッターにより空洞状の拡径部を形成し、この
拡径部に固化材を注入しながらシールド掘進機を後退さ
せるので、接合地点の近傍に固化材が硬化することによ
って強度および止水性に優れた固化体を確実に形成でき
る。

また、このようにして形成される固化体は、従来の凍土
よりも遥かに簡単に形成できる。

≪実施例≫ 以下、この発明の好適な実施例について添付図面を参照
にして詳細に説明する。

第１図は、この発明にかかる地下坑道の地中接合方法の
一実施例を示している。

同図に示す地中接合方法は、一対のシールド掘進機10,1
0aでそれぞれ地下坑道を掘削し、これらの地下坑道を所
定の接合地点Ａで地中接合させる。

シールド掘進機10,10aは、この実施例では同一構造のも
のが用いられており、その一方を詳述すると、シールド
掘進機10は、円筒状の前後部に分割された一対のスキン
プレート12,12aと、前部スキンプレート12の先端に配置
されたカッター14とを有している。

カッター14の背面側には、前部スキンプレート12に固設
された隔壁16により土圧室18が隔成されており、カッタ
ー14で掘削した土砂をこの土圧室18内に充満して切羽に
対抗させる。

カッター14の内部には、径方向に伸縮する拡径部掘削用
の補助カッター20が内蔵されている。

カッター14の回転軸14aは、隔壁16に回転可能に支持さ
れているとともに、隔壁16には前後方向に伸縮する固化
材注入管22が取付けられている。

前部スキンプレート12と後部スキンプレート12aとの間
には、前部スキンプレート12を後部スキンプレート12a
の外周面に沿って前後方向に移動させるジャッキ24が配
置され、また、この前部スキンプレート12の前後移動を
円滑にし、かつ、土砂の侵入を防止するためにシールリ
ング26が介装されている。

後部スキンプレート12aには、シールド掘進機10をセグ
メント28に反力をとって前進させるための推進ジャッキ
30が配置されている。

地中接合ではまず、シールド掘進機10が予め設定された
接合地点Ａの近傍に達すると、第１図（Ａ）に示すよう
に、ジャッキ24を伸長させながら補助カッター20を伸ば
して、前記スキンプレート12の先端外周に空洞状の拡径
部Ｂが掘削形成される。

このとき、拡径部Ｂの長さを比較的大きくする必要があ
る場合には、シールド掘進機10の前部スキンプレート12
の外周の一部を分断してソリ板32とし、このソリ板32を
伸縮ジャッキ34で外方に突出させて地山に当接させ、ソ
リ板32で前部スキンプレート12を支持するようにしても
良い。

補助カッター20により所定の径および長さの拡径部Ｂが
掘削形成されると、次いで、第１図（Ｂ）に示すよう
に、拡径部Ｂ内に注入管22を介して固化材Ｃを注入しな
がら前部スキンプレート12の後退が行われる。

前部スキンプレート12の後退は、ジャッキ24の伸縮によ
って行うが、これが困難な場合には、第１図（Ａ）に示
すように、セグメント28と前部スキンプレート12との間
に、例えば、チェーンブロックや油圧レバーの操作によ
りワイヤーの繰出しが行われる引張装置36を設置して、
ジャッキ24との共同作業で行う。

そして、前部スキンプレート12の後退は、その先端が拡
径部Ｂに注入された固化材Ｃ中に止どまる位置まで行わ
れ、その状態で停止される。

一方、地中接合の対象である他方のシールド掘進機10a
は、拡径部Ｂ内に固化材Ｃの注入が開始されると、前進
作業が開始され、固化材Ｃが完全に固化する前に、第１
図（Ｃ）に示すように、固化材Ｃ中に先端が貫入され
る。

ここで使用される固化材Ｃについて説明すると、固化材
Ｃとしては、例えば、セグメントミルク，セメントモル
タル，セメントベントナイトなどのセメント系固化材、
あるいは、ベントナイト，粘土，ベントナイト・セメン
トまたは粘土セメントなどのベントナイト粘土系固化材
が使用され、固化強度はカッター14で掘削可能な状態に
調整するとともに、固化タイムは拡径部Ｂの体積によっ
ても異なるが、比較的長く調整される。

以上のようにして固化材Ｃ中にシールド掘進機10,10aの
先端部がそれぞれ貫入されると、いずれか一方のシール
ド掘進機のカッター14で固化材Ｃを掘削し、シールド掘
進機10,10aが接近した状態で、それぞれのカッター14を
撤去し、残った固化材Ｃを除去すれば地下坑道の地中接
合が完了する。

さて、上述したような方法で地中接合を行うと、接合地
点Ａの近傍に補助カッター20により空洞状の拡径部Ｂを
形成し、この拡径部Ｂに固化材Ｃを注入しながらシール
ド掘進機10の前部スキンプレート12を後退させるので、
接合地点Ａの近傍に固化材Ｃが硬化することによって強
度および止水性に優れた固化体を確実に形成できる。

また、この固化体は、シールド掘進機10の内部に設けら
れた注入管22から固化材Ｃを拡径部Ｂに注入すれば形成
されるので、従来の凍土よりも遥かに簡単に形成でき
る。

なお、上記実施例では、一対のシールド掘進機10,10aを
同一構成のものを使用する場合を例示したが、特に、拡
径部掘削用の補助カッター20はいずれか一方のシールド
掘進機に設けてあれば良く、また、シールド掘進機10も
前後部スキンプレート12,12aに分割したものでなくても
良い。

また、シールド掘進機10,10aとして土圧式のものを例示
したが、例えば、泥水式のシールド掘進機であってもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる地下坑道の地中接合方法の一実
施例の工程を順に示す説明図である。 10,10a……シールド掘進機 20……補助カッター 22……注入管 Ａ……接合地点 Ｂ……拡径部 Ｃ……固化材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のシールド掘進機でそれぞれ地下坑道
   を掘削し、これらの地下坑道を地中で接合させる方法に
   おいて、前記シールド掘進機のうち少なくとも一方に拡
   径部掘削用の補助カッターを設置するとともに、接合地
   点の近傍において前記補助カッターを駆動して拡径部を
   形成し、かつ、形成された前記拡径部に固化材を注入し
   ながらシールド掘進機を後退させ、前記固化材の固化前
   に他方のシールド掘進機をこの固化材中に貫入させるこ
   とを特徴とする地下坑道の地中接合方法。