JPH08218788A - Cutter-provided segment and horizontal tunnel-excavation method using the segment - Google Patents

Cutter-provided segment and horizontal tunnel-excavation method using the segment

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JPH08218788A
JPH08218788A JP7030627A JP3062795A JPH08218788A JP H08218788 A JPH08218788 A JP H08218788A JP 7030627 A JP7030627 A JP 7030627A JP 3062795 A JP3062795 A JP 3062795A JP H08218788 A JPH08218788 A JP H08218788A
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cutter
segment
tunnel
communication hole
bulkhead
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Michiaki Ichino
道明 市野
Yuzuru Yoshida
譲 吉田
Makoto Sugimori
真 杉森
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IHI Corp
Sato Kogyo Co Ltd
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IHI Corp
Sato Kogyo Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To promote safety and to reduce a construction period when a horizontal tunnel is excavated starting from a main tunnel. CONSTITUTION: A communicating hole 3 for communication of the inside and outside of a tunnel wall is formed in a segment main body 2 assembled along the internal circumference of an excavated tunnel to form the substantial tunnel wall and, at the same time, a horizontal tunnel starting cutter member 4 for blocking the hole is mounted thereto in a detachable manner. A horizontal tunnel excavating excavator main body is connected to the cutter member 4 of the cutter loaded segment 1, and the excavator main body is started in the tunnel to excavate the horizontal tunnel.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘進機に用い
られるカッタ付きセグメント、及びそれを用いた横坑掘
削方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a segment with a cutter used for a shield machine and a method for excavating a shaft using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】シールド掘進機は、機体の前部に設けら
れたカッタ部材により切羽を掘削し、その掘削坑の内周
面にセグメントを組み立て、その既設セグメントを反力
受部材として船食虫の如く推進するようにしたトンネル
成形マシンである。上記セグメントは、トンネルの周方
向に複数に分割されており、シールド掘進機に設けられ
たエレクタにより掘削坑の内周面に沿って組み立てら
れ、実質的なトンネル壁を構築するものである。
2. Description of the Related Art A shield machine excavates a face by a cutter member provided at the front of a machine body, assembles a segment on the inner peripheral surface of the excavation pit, and uses the existing segment as a reaction force receiving member to attack a shipworm. It is a tunnel forming machine that is designed to be promoted as follows. The above-mentioned segment is divided into a plurality in the circumferential direction of the tunnel, and is assembled along the inner peripheral surface of the excavation pit by an erector provided in the shield machine to construct a substantial tunnel wall.

【0003】ところで、電線を収容するトンネルや下水
道用のトンネル等の分野では、上述のようにして形成さ
れた本トンネルから横発進で別の小径のトンネル(横
坑)を掘削成形する場合がある。この場合、先ず、本ト
ンネルから横発進する横坑発進部の付近の地盤に地表か
ら硬化剤等を注入して地盤改良を行う。次に、地盤が硬
化した後に本トンネルのセグメントの一部を取り外して
側部地山を切り崩し、そこに横坑掘進用のシールド掘進
機の発進スペースを成形する。その後、横坑掘進用シー
ルド掘進機を上記発進スペースにて組み立て、その横坑
掘進用シールド掘進機を本トンネルから横発進させて横
坑を掘削成形していた。
By the way, in the field of tunnels for accommodating electric wires, tunnels for sewers, etc., there is a case in which another small-diameter tunnel (horizontal shaft) is excavated by lateral starting from the main tunnel formed as described above. . In this case, first, the ground is improved by injecting a hardening agent or the like from the surface of the ground into the ground in the vicinity of the start part of the side shaft that laterally starts from this tunnel. Next, after the ground has hardened, a part of the segment of the tunnel is removed to cut off the side ground, and the starting space of the shield machine for side tunnel excavation is formed there. After that, a shield machine for advancing a horizontal shaft was assembled in the starting space, and the shield machine for advancing a horizontal shaft was laterally started from this tunnel to excavate and form a horizontal shaft.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる施工方
法では、本トンネルのセグメントの一部を取り外した際
に、地盤改良が不十分である場合等には土圧によって土
砂が本トンネル内へ侵入する虞があり、安全性上好まし
くない。また、地盤改良には長期間を要するので工期が
長期化してしまう。また、大都市等においては、地表か
ら地盤改良を行えない場合が多く、実際上施工不能とな
ることがある。
However, in such a construction method, when a part of the segment of the tunnel is removed and the ground improvement is insufficient, earth and sand enter the tunnel due to earth pressure. May occur, which is not preferable in terms of safety. In addition, since it takes a long time to improve the ground, the construction period becomes longer. In large cities, etc., it is often impossible to improve the ground from the ground surface, which may actually make the construction impossible.

【0005】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、本トンネルから横発進で横坑を掘削成形する際
に、安全性の向上と工期の短縮化を図るべく用いられる
カッタ付きセグメント、及びそれを用いた横坑掘削方法
を提供することにある。
The object of the present invention, which was devised in view of the above circumstances, is to provide a cutter for improving safety and shortening the construction period when excavating and forming a side shaft from the tunnel by lateral starting. It is intended to provide a segment and a shaft digging method using the segment.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係るカッタ付き
セグメントは、掘削坑の内周面に沿って組み立てられて
実質的なトンネル壁を形成するセグメント本体に、トン
ネル壁の内外を連通する連通穴を形成すると共に、その
連通穴にこれを塞ぐ横坑発進用のカッタ部材を着脱自在
に取り付けて構成されている…。
A segment with a cutter according to the present invention communicates with a segment body that is assembled along an inner peripheral surface of an excavation pit to form a substantial tunnel wall for communicating the inside and outside of the tunnel wall. A hole is formed, and a cutter member for advancing the side shaft that plugs this hole is detachably attached to the communication hole.

【0007】上記カッタ部材が、上記連通穴に挿入され
た筒状のカッタフードと、該カッタフードにこれを蓋す
るように設けられたバルクヘッドと、該バルクヘッドに
回転自在に設けられ実質的に横坑を掘削するカッタとか
ら構成されていてもよい…。
The cutter member is a cylindrical cutter hood inserted into the communication hole, a bulkhead provided to cover the cutter hood, and a bulkhead provided rotatably on the bulkhead. It may consist of a cutter for excavating a side shaft.

【0008】上記連通穴とカッタフードとの間に、これ
らの間を周方向にシールして坑内への浸水を防止するシ
ール手段を設けると共に、これらを固定してバルクヘッ
ドに加わる土圧を支持する土圧支持手段を設けてもよい
…。
Between the communicating hole and the cutter hood, there is provided a sealing means for circumferentially sealing the space between them to prevent water from entering the mine, and fixing them to support earth pressure applied to the bulkhead. Earth pressure support means may be provided.

【0009】本発明に係る横坑掘削方法は、上記カッタ
付きセグメントのカッタ部材に、横坑掘削用の掘進機本
体を接続し、その掘進機本体を坑内発進させて横坑を掘
削するようにしたものである…。
According to the method for excavating a horizontal shaft according to the present invention, the excavator body for excavating a horizontal shaft is connected to the cutter member of the segment with a cutter, and the main shaft of the excavator body is started to excavate the horizontal shaft. It was done ...

【0010】[0010]

【作用】の構成のカッタ付きセグメントを掘削坑の内
周面に沿って組み立ててトンネル壁を構築すると、セグ
メント本体にトンネル壁の内外を連通して形成された連
通穴は、横坑発進用のカッタ部材によって塞がれた状態
となる。すなわち、横坑発進用のカッタ部材は、連通穴
を塞ぐ栓として機能し、トンネル壁の内外を仕切る。よ
って、トンネル壁の外側の土砂が連通穴を通ってトンネ
ル壁の内側に侵入することが防止される。
When a segment with a cutter having the structure of [Operation] is assembled along the inner peripheral surface of an excavation pit to construct a tunnel wall, the communication hole formed by communicating the inside and outside of the tunnel wall with the segment main body is used for starting the side shaft. It is in a state of being blocked by the cutter member. That is, the cutter member for starting the side shaft functions as a plug that closes the communication hole, and partitions the inside and outside of the tunnel wall. Therefore, the sediment on the outside of the tunnel wall is prevented from entering the inside of the tunnel wall through the communication hole.

【0011】また、上記カッタ部材は、連通穴に着脱自
在に取り付けられていため、そのカッタ部材に横坑掘削
用の掘進機本体を接続し、その掘進機本体を坑内発進さ
せることにより、カッタ部材は、横坑掘削用の掘進機本
体と共に連通穴を通って側方へ発進される。かかる坑内
発進により、本トンネルの連通穴を始点として、横坑が
掘削される。これがに記載した横坑掘削方法である。
Further, since the cutter member is detachably attached to the communication hole, the cutter member is connected to the excavator main body for excavation of the side shaft, and the excavator main body is started in the mine, whereby the cutter member is started. Is launched laterally through the communication hole together with the excavator body for excavating the side shaft. Due to the start of the mine, the side shaft is excavated starting from the communication hole of the tunnel. This is the shaft excavation method described in.

【0012】の構成のカッタ付きセグメントによれ
ば、連通穴に挿入された筒状のカッタフードは、カッタ
部材が連通穴から離脱する際のガイドとして機能する。
また、カッタフードにこれを蓋するように設けられたバ
ルクヘッドは、連通穴を覆う蓋として機能し、側部地山
からの土圧を受ける。また、バルクヘッドに回転自在に
設けられたカッタは、実質的に横坑を掘削する掘削手段
となる。
According to the cutter-equipped segment of the above construction, the tubular cutter hood inserted into the communication hole functions as a guide when the cutter member is disengaged from the communication hole.
Further, the bulkhead provided to cover the cutter hood functions as a cover for covering the communication hole and receives earth pressure from the side ground. Further, the cutter rotatably provided on the bulkhead serves as a digging means for digging a horizontal shaft.

【0013】の構成のカッタ付きセグメントによれ
ば、連通穴とカッタフードとの間に設けられたシール手
段は、これらの間を通って側部地山から坑内へ噴出しよ
うとする浸水を防止する。また、連通穴とカッタフード
とを固定する土圧支持手段は、側部地山からバルクヘッ
ドに加わる土圧を支持する。
According to the cutter-equipped segment of the construction described above, the sealing means provided between the communication hole and the cutter hood prevents the infiltration of water from the side ground rocks into the mine through the space therebetween. . The earth pressure support means for fixing the communication hole and the cutter hood supports earth pressure applied to the bulkhead from the side ground.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明
する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0015】図1〜図5に示すように、本実施例にかか
るカッタ付きセグメント1は、掘削坑の内周面に沿って
組み立てられて実質的なトンネル壁を形成するセグメン
ト本体2と、セグメント本体2にトンネル壁の内外を連
通するように形成された連通穴3と、連通穴3にこれを
塞ぐように着脱自在に取り付けられた横坑発進用のカッ
タ部材4とから構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 5, a segment 1 with a cutter according to the present embodiment includes a segment main body 2 assembled along the inner peripheral surface of a digging hole to form a substantial tunnel wall, and a segment. The main body 2 includes a communication hole 3 formed so as to communicate with the inside and outside of the tunnel wall, and a lateral pit starter cutter member 4 detachably attached to the communication hole 3 so as to close the communication hole 3.

【0016】セグメント本体2は、トンネル壁の内径の
曲率に合わせて湾曲成形された表皮板5と、表皮板5の
四辺からトンネルの径方向内方にトンネル壁の厚さだけ
延出された端部板6とを備えており、所謂鋼板型セグメ
ントとなっている。このセグメント本体2の各端部板6
には、当該セグメント本体2をこれに隣接するセグメン
ト7に締結するためのボルト孔8が開けられている。
The segment body 2 has a skin plate 5 that is curved and formed according to the curvature of the inner diameter of the tunnel wall, and an end that extends from the four sides of the skin plate 5 radially inward of the tunnel by the thickness of the tunnel wall. It is provided with a part plate 6 and is a so-called steel plate type segment. Each end plate 6 of this segment body 2
A bolt hole 8 for fastening the segment body 2 to the segment 7 adjacent thereto is formed in this.

【0017】セグメント本体2の表皮板5の中央部に
は、表裏を連通する穴9が開けられており、その穴9に
円筒体10が溶接されている。すなわち、円筒体10
は、その内部がトンネル壁の内外を連通する連通穴3と
なるものである。また、円筒体10は、当該円筒体10
を中心として6枚放射状に配置された補強板11によっ
て支持されている。各補強板11は、それぞれ端部板6
と表皮板5と円筒体10とに溶接されている。
A hole 9 is formed in the central portion of the skin plate 5 of the segment body 2 so as to connect the front and back sides, and a cylindrical body 10 is welded to the hole 9. That is, the cylindrical body 10
The inside serves as a communication hole 3 that connects the inside and the outside of the tunnel wall. In addition, the cylindrical body 10 is
Are supported by 6 reinforcing plates 11 arranged radially. Each reinforcing plate 11 is an end plate 6 respectively.
It is welded to the skin plate 5 and the cylindrical body 10.

【0018】円筒体10の内部すなわち連通穴3には、
これを塞ぐようにして横坑発進用のカッタ部材4が着脱
自在に取り付けられている。カッタ部材4は、連通穴3
に挿入された筒状のカッタフード12と、カッタフード
12にこれを蓋するように設けられたバルクヘッド13
およびカッタモータ取付フランジ50と、バルクヘッド
13およびカッタモータ取付フランジ50に回転自在に
設けられ実質的に横坑を掘削するカッタ14とから構成
されている。
In the inside of the cylindrical body 10, that is, in the communication hole 3,
A cutter member 4 for starting the side shaft is detachably attached so as to block this. The cutter member 4 has a communication hole 3
The cylindrical cutter hood 12 inserted into the cutter hood 12 and the bulkhead 13 provided so as to cover the cutter hood 12
And a cutter motor mounting flange 50, and a cutter 14 that is rotatably provided on the bulkhead 13 and the cutter motor mounting flange 50 to substantially excavate a horizontal shaft.

【0019】カッタフード12は、円筒体10の内径よ
りも僅かに小径に成形されており、円筒体10の内部
(連通穴3)に挿抜自在に遊嵌されている。バルクヘッ
ド13は、筒状のカッタフード12の略中央部に設けら
れており、カッタモータ取付フランジ50は、筒状のカ
ッタフード12の坑内側端部の開口部に設けられてい
る。これらバルクヘッド13およびカッタモータ取付フ
ランジ50には、その中心部にカッタ14の回転軸15
が軸支されている。回転軸15の地山側の端部には、4
本のカッタスポーク16からなるカッタ14が設けられ
ている。
The cutter hood 12 is formed to have a diameter slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical body 10, and is loosely fitted into the inside of the cylindrical body 10 (communication hole 3) so as to be freely inserted and removed. The bulkhead 13 is provided at a substantially central portion of the tubular cutter hood 12, and the cutter motor mounting flange 50 is provided at an opening portion of the tubular cutter hood 12 at an inner end of the shaft. The bulkhead 13 and the cutter motor mounting flange 50 have a rotary shaft 15 of the cutter 14 at the center thereof.
Is pivotally supported. At the end of the rotating shaft 15 on the side of the natural ground, 4
A cutter 14 made of a book of pork cutlet 16 is provided.

【0020】カッタモータ取付フランジ50には、図2
に示すように、カッタモータを取り付けるための穴18
が形成されており、これら穴18に取り付けられたカッ
タモータ(図示せず)がカッタ14の回転軸15に固定
されたカッタギヤ51に噛合するようになっている。ま
た、バルクヘッド13には、穴52が形成されており、
この穴52には、カッタ室内17の掘削土砂を坑内に移
送するためのスクリューコンベヤのパイプ53が接続さ
れている。パイプ53の先端には図示しない油圧ジャッ
キにて開閉するゲート板54が設けられている。
The cutter motor mounting flange 50 is shown in FIG.
As shown in, hole 18 for attaching the cutter motor
A cutter motor (not shown) attached to these holes 18 is adapted to mesh with a cutter gear 51 fixed to the rotary shaft 15 of the cutter 14. Further, the bulkhead 13 has a hole 52 formed therein,
A pipe 53 of a screw conveyor for transferring the excavated earth and sand in the cutter chamber 17 into the mine is connected to the hole 52. A gate plate 54 that is opened and closed by a hydraulic jack (not shown) is provided at the tip of the pipe 53.

【0021】なお、スクリューコンベヤの代わり排泥管
を備えた泥水式シールドの場合には、図2(b) に示すよ
うにバルクヘッド13の穴52に排泥管54を接続し、
その排泥管54の端部に管内を開閉するボールバルブ5
5を設ければよい。また、上記カッタ14は、前述のよ
うなスポーク型カッタに限らず、地山の土質に応じて、
円板状のカッタディスクに土砂取込口を設けたディスク
型のカッタとしてもよい。
In the case of a muddy water type shield equipped with a mud discharge pipe instead of the screw conveyor, a mud discharge pipe 54 is connected to the hole 52 of the bulkhead 13 as shown in FIG. 2 (b).
A ball valve 5 for opening and closing the inside of the sludge pipe 54
5 may be provided. Further, the cutter 14 is not limited to the spoke type cutter as described above, and depending on the soil quality of the ground,
A disk-type cutter may be used in which a disk-shaped cutter disk is provided with a sediment inlet.

【0022】この構成によれば、バルクヘッド13がト
ンネルの内外を実質的に仕切るため、地山の土圧は、バ
ルクヘッド13に加わることになる。また、バルクヘッ
ド13で仕切られたカッタフード12の内部は、カッタ
14で掘削された掘削土砂を取り込むためのカッタ室1
7となる。また、バルクヘッド13の穴18は、後にカ
ッタモータ等が取り付けられるまで、蓋部材19で覆わ
れる。
According to this structure, since the bulkhead 13 substantially partitions the inside and outside of the tunnel, the earth pressure of the ground is applied to the bulkhead 13. In addition, the inside of the cutter hood 12 partitioned by the bulkhead 13 has a cutter chamber 1 for taking in the excavated earth and sand excavated by the cutter 14.
It becomes 7. The hole 18 of the bulkhead 13 is covered with the lid member 19 until a cutter motor or the like is attached later.

【0023】円筒体10の内周面(連通穴3の内周面)
には、図2に示すようにカッタフード12との間を周方
向にシールして地山から坑内への浸水を防止するシール
手段20が設けられている。シール手段20の詳細を図
3に示す。図示するように、円筒体10の内周面(連通
穴3の内周面)には、軸方向に所定の間隔を隔てて、周
方向に2列の取付溝21が刻設されている。取付溝21
には、周方向に沿ってリング状に形成されたシール部材
22が取り付けられている。
Inner peripheral surface of cylindrical body 10 (inner peripheral surface of communication hole 3)
As shown in FIG. 2, there is provided a sealing means 20 for circumferentially sealing the space between the hood 12 and the cutter hood 12 to prevent water from entering into the mine. Details of the sealing means 20 are shown in FIG. As shown in the drawing, the inner peripheral surface of the cylindrical body 10 (the inner peripheral surface of the communication hole 3) is provided with two rows of mounting grooves 21 in the circumferential direction at predetermined intervals in the axial direction. Mounting groove 21
A seal member 22 formed in a ring shape along the circumferential direction is attached to the.

【0024】シール部材22は、取付溝21の底部に密
着されてボルトにより固定されるリング状のベース部2
3と、ベース部23から径方向内方に斜めに延出されて
カッタフードに12押し付けられるリップ部24とから
構成されている。リップ部24は、地山側に向けて斜め
に延出されており、カッタフード12の全外周に密着す
るようにリング状に形成されている。このようにリップ
部24を斜めに配置することにより、地山側から坑内へ
の浸水に対する抵抗力が高まり、同時にカッタフード1
2が地山側へ発進する際の抵抗も少なくなる。
The seal member 22 is in close contact with the bottom of the mounting groove 21 and is fixed by a bolt with a ring-shaped base portion 2.
3 and a lip portion 24 that extends obliquely inward in the radial direction from the base portion 23 and is pressed against the cutter hood 12 by 12. The lip portion 24 extends obliquely toward the natural ground side and is formed in a ring shape so as to be in close contact with the entire outer circumference of the cutter hood 12. By arranging the lip portion 24 obliquely in this way, the resistance against water intrusion from the natural ground side into the mine is increased, and at the same time, the cutter hood 1
The resistance when 2 starts to the natural side also decreases.

【0025】上記円筒体10の坑内側の端部には、当該
円筒体10とカッタフード12とを固定して、バルクヘ
ッド13に加わる土圧を支持する土圧支持手段25が設
けられている。土圧支持手段25は、図1および図2に
示すように、一端が円筒体10の坑内側の端部26に溶
接され、他端がカッタフード12とカッタモータ取付フ
ランジ50の接続部27に溶接されたブロック体28か
らなっている。ブロック体28は、円筒体10の周方向
に所定の間隔を隔てて十数個設けられている。これらブ
ロック体28は、最終的にカッタフード12を横発進さ
せるときには取り外されるものである。
Earth pressure support means 25 for fixing the cylinder body 10 and the cutter hood 12 to support the earth pressure applied to the bulkhead 13 is provided at the end of the inner side of the cylinder body 10. . As shown in FIGS. 1 and 2, the earth pressure supporting means 25 has one end welded to the end 26 on the inner side of the pit of the cylindrical body 10 and the other end connected to the connecting portion 27 of the cutter hood 12 and the cutter motor mounting flange 50. It consists of a welded block body 28. Ten or more block bodies 28 are provided in the circumferential direction of the cylindrical body 10 at predetermined intervals. These block bodies 28 are removed when the cutter hood 12 is finally moved laterally.

【0026】以上の構成からなる図1示すカッタ付きセ
グメント1は、図4および図5に示すように、主シール
ド掘進機29によって掘削された掘削坑の内周面に沿っ
て組み立てられ、トンネル壁30を構築する。このカッ
タ付きセグメント1は、横坑掘削用のカッタ部材4を備
えているため通常のセグメント31よりも幅広であり、
他の3個の鋼板型セグメント7と共に4ピースで1リン
グを形成する。また、カッタ付きセグメント1に対向す
るセグメント7aには、横坑掘削用の掘進機本体32の
反力受台33が設けられている。なお、通常のセグメン
ト31は、鉄筋コンクリート製でも鋼板製でもよい。
As shown in FIGS. 4 and 5, the cutter-equipped segment 1 shown in FIG. 1 having the above-described structure is assembled along the inner peripheral surface of the excavation hole excavated by the main shield machine 29, and the tunnel wall is formed. Build 30. Since the segment 1 with a cutter is provided with the cutter member 4 for excavating a shaft, it is wider than the normal segment 31,
One ring is formed by four pieces together with the other three steel plate type segments 7. In addition, the segment 7a facing the segment 1 with a cutter is provided with a reaction force receiving stand 33 of the excavator body 32 for excavating a horizontal shaft. The normal segment 31 may be made of reinforced concrete or steel plate.

【0027】このように、上記構成のカッタ付きセグメ
ント1を掘削坑の内周面に沿って組み立ててトンネル壁
30を構築すると、カッタ付きセグメント1のセグメン
ト本体2にトンネル壁30の内外を連通して形成された
円筒体10の内部(連通穴3)は、横坑発進用のカッタ
部材4によって塞がれた状態となる。すなわち、横坑発
進用のカッタ部材4は、連通穴3を塞ぐ栓として機能
し、トンネル壁30の内外を仕切る。よって、トンネル
壁30の外側の土砂が連通穴3を通ってトンネル壁30
の内側に侵入することが防止される。
As described above, when the tunnel wall 30 is constructed by assembling the cutter-equipped segment 1 having the above-described structure along the inner peripheral surface of the excavation pit, the segment main body 2 of the cutter-equipped segment 1 communicates the inside and outside of the tunnel wall 30. The inside (communication hole 3) of the cylindrical body 10 thus formed is closed by the cutter member 4 for starting the side shaft. That is, the cutter member 4 for starting the side shaft functions as a plug that closes the communication hole 3 and partitions the inside and outside of the tunnel wall 30. Therefore, the earth and sand on the outside of the tunnel wall 30 pass through the communication holes 3 and
Is prevented from entering inside.

【0028】詳しくは、図2に示すように、円筒体10
の内部(連通穴3)に挿入された筒状のカッタフード1
2は、カッタ部材4が連通穴3から離脱する際のガイド
として機能する。また、カッタフード12にこれを蓋す
るように設けられたバルクヘッド13は、連通穴3を覆
う蓋として機能し、地山からの土圧を受ける。また、バ
ルクヘッド13に回転自在に設けられたカッタ14は、
実質的に横坑を掘削する掘削手段となる。また、円筒体
10の内周に設けられたシール手段20は、連通穴3と
カッタフード12との間を通って地山から坑内へ噴出し
ようとする浸水を防止する。また、連通穴3とカッタフ
ード12とを固定する土圧支持手段25は、地山からバ
ルクヘッド13に加わる土圧を支持する。
More specifically, as shown in FIG. 2, the cylindrical body 10
Cylindrical cutter hood 1 inserted into the inside (communication hole 3)
2 functions as a guide when the cutter member 4 separates from the communication hole 3. The bulkhead 13 provided so as to cover the cutter hood 12 functions as a cover for covering the communication hole 3 and receives earth pressure from the ground. Further, the cutter 14 rotatably provided on the bulkhead 13 is
It becomes an excavation means for excavating a horizontal shaft. In addition, the sealing means 20 provided on the inner circumference of the cylindrical body 10 prevents the infiltration of water from the ground through the space between the communication hole 3 and the cutter hood 12 to the jet. The earth pressure support means 25 for fixing the communication hole 3 and the cutter hood 12 supports earth pressure applied to the bulkhead 13 from the ground.

【0029】上記カッタ部材4は、円筒体10の内部
(連通穴3)に着脱自在に取り付けられていため、図5
に一点鎖線で示すように当該カッタ部材4に横坑掘削用
の掘進機本体32を接続し、その掘進機本体32を坑内
発進させることにより、カッタ部材4は、掘進機本体3
2と共に連通穴3を通って側方へ発進される。かかる坑
内発進により、主シールド掘進機29により構築された
本トンネルに組み込まれたカッタ付きセグメント1を始
点として、横坑が掘削される。
The cutter member 4 is detachably attached to the inside of the cylindrical body 10 (communication hole 3).
As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 1, the cutter member 4 is connected to the excavator body 32 for excavation of the side shaft, and the excavator body 32 is started in the mine, so that the cutter member 4 is
Along with 2, the vehicle is started to the side through the communication hole 3. Due to the start of the underground shaft, the side shaft is excavated from the segment 1 with the cutter incorporated in the main tunnel constructed by the main shield machine 29 as a starting point.

【0030】横坑掘削の手順を図2及び図5に基づいて
詳述する。先ず、カッタ部材4のカッタモータ取付フラ
ンジ50に、横坑掘削用の掘進機本体32の前胴シール
ドフレーム34を溶接する。次に、カッタモータ取付フ
ランジ50の穴18に取り付けられた蓋19を外して、
その穴18にカッタモータを取り付け、その回転軸に取
り付けられたピニオンをカッタ14の回転軸15のカッ
タギヤ51に噛合させる。次に、スクリューコンベヤの
パイプ53又は排泥管54に、カッタ室17内の掘削土
砂を坑内に搬送するためのスクリューコンベヤ又は送排
泥管(共に図示せず)を接続し、ゲート板54又はボー
ルバルブ55を開く。
The procedure for excavating the shaft will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 5. First, the front body shield frame 34 of the excavator body 32 for excavating a horizontal shaft is welded to the cutter motor mounting flange 50 of the cutter member 4. Next, the lid 19 attached to the hole 18 of the cutter motor attachment flange 50 is removed,
A cutter motor is attached to the hole 18, and the pinion attached to the rotary shaft is meshed with the cutter gear 51 of the rotary shaft 15 of the cutter 14. Next, the screw conveyor pipe or the mud discharge pipe 54 is connected to a screw conveyor or a mud discharge pipe (not shown) for conveying the excavated sand in the cutter chamber 17 into the mine, and the gate plate 54 or The ball valve 55 is opened.

【0031】次に、前胴シールドフレーム34の後部
に、後胴シールドフレーム35を取り付ける。前後のシ
ールドフレーム34,35は、中折れジャッキ(図示せ
ず)を介して接続される。次に、後胴シールドフレーム
35に、周方向に沿って複数の推進ジャッキ36を取り
付ける。そして、各推進ジャッキ36を伸長させ、その
先端を反力受台33に当接させる。これにより、バルク
ヘッド13に加わっていた土圧が反力受台33に支持さ
れることになる。
Next, the rear trunk shield frame 35 is attached to the rear part of the front trunk shield frame 34. The front and rear shield frames 34 and 35 are connected to each other via a center-folding jack (not shown). Next, the plurality of propulsion jacks 36 are attached to the rear trunk shield frame 35 along the circumferential direction. Then, each propulsion jack 36 is extended and its tip is brought into contact with the reaction force receiving base 33. As a result, the earth pressure applied to the bulkhead 13 is supported by the reaction force receiving table 33.

【0032】その後、カッタフード12と円筒体10と
を固定していたブロック体28を、溶接部をカットする
ことにより取り外す。そして、上記推進ジャッキ36を
更に伸長させて掘進機本体32とカッタ部材4とを一体
的に推進させ、横坑を掘削していく。掘削された横坑の
内周面には、掘進機本体32の内部に設けられたエレク
タにより、横坑用のセグメントが組み立てられる。組み
立てられたセグメントは、順次推進ジャッキ36の反力
受けとなる。そして、ある程度掘進したならば、後胴シ
ールドフレーム35にテール部を継ぎ足す。
After that, the block body 28 fixing the cutter hood 12 and the cylindrical body 10 is removed by cutting the welded portion. Then, the propulsion jack 36 is further extended to integrally propel the excavator body 32 and the cutter member 4 to excavate the side shaft. On the inner peripheral surface of the excavated lateral shaft, a segment for the lateral shaft is assembled by an erector provided inside the excavator body 32. The assembled segments sequentially receive the reaction force of the propulsion jack 36. After digging to some extent, the tail portion is added to the rear trunk shield frame 35.

【0033】このようにして、主シールド掘進機29に
より構築された本トンネルから、それより小径の横坑を
掘削することができる。この際、地盤改良等の煩雑でし
かも長期間を要する工程はまったく必要ない。よって、
工期を短縮化できる。また、従来のように本トンネルの
セグメントを取り外すという危険な作業を行わなくて済
むので安全性が向上する。
In this way, it is possible to excavate a side shaft having a smaller diameter than the main tunnel constructed by the main shield machine 29. At this time, complicated steps such as ground improvement and a long-term process are not required at all. Therefore,
The construction period can be shortened. Further, unlike the conventional case, it is not necessary to perform the dangerous work of removing the segment of the tunnel, so that the safety is improved.

【0034】ところで、上述のカッタ付きセグメント1
は、図4に示すように通常のセグメント31よりも幅広
であるため、図6に示すように主シールド掘進機29の
テール部37を拡幅させた後に、主シールド掘進機29
に掘削された掘孔の内周面に組み立てられる。主シール
ド掘進機29のテール部37は、図6(a) に示すように
内筒38と外筒39とがスライド自在に重ねられた二重
筒構造になっており、通常、内筒38の後端部38aが
外筒39の凸部39aに溶接されて固定されている。以
下にテール部37を拡幅させる手順を説明する。
By the way, the above-mentioned segment 1 with a cutter is provided.
4 is wider than the normal segment 31 as shown in FIG. 4, and therefore, after the tail portion 37 of the main shield machine 29 is widened as shown in FIG.
It is assembled on the inner surface of the excavated hole. The tail portion 37 of the main shield machine 29 has a double-cylinder structure in which an inner cylinder 38 and an outer cylinder 39 are slidably stacked as shown in FIG. The rear end portion 38a is welded and fixed to the convex portion 39a of the outer cylinder 39. The procedure for widening the tail portion 37 will be described below.

【0035】先ず、図6(a) に示すように主シールド掘
進機29の推進ジャッキ40をストロークいっぱいまで
伸長させる。次に、推進ジャッキ40を縮め、内筒38
と外筒39との溶接部41をカットして相互にスライド
自在とし、図6(b) に示すようにスペーサ42を介して
推進ジャッキ40を伸長させる。すると、外筒39は土
圧によって押さえ付けられているため取り残され、内筒
38のみが推進する。これにより、図6(C) に示すよう
にテール部37の拡幅が達成される。なお、このとき内
筒38と外筒39との間からの浸水を防止するために、
内筒38に設けられたノズル43から止水剤を注入す
る。ノズル43の両側には、Oリング等のシール部材4
4が設けられている。
First, as shown in FIG. 6A, the propulsion jack 40 of the main shield machine 29 is extended to the full stroke. Next, the propulsion jack 40 is contracted, and the inner cylinder 38
The welded portion 41 between the outer cylinder 39 and the outer cylinder 39 is cut so as to be slidable relative to each other, and the propulsion jack 40 is extended through the spacer 42 as shown in FIG. 6B. Then, the outer cylinder 39 is left behind because it is pressed by the earth pressure, and only the inner cylinder 38 propels. As a result, widening of the tail portion 37 is achieved as shown in FIG. 6 (C). At this time, in order to prevent water from entering between the inner cylinder 38 and the outer cylinder 39,
A water blocking agent is injected from a nozzle 43 provided in the inner cylinder 38. A seal member 4 such as an O-ring is provided on both sides of the nozzle 43.
4 are provided.

【0036】このようにして拡幅されたスペース45
に、図6(d) に示すようにカッタ付きセグメント1(図
1参照)又はそれに隣接するセグメント7が組み込まれ
るのである。その後、通常の幅のセグメント31を組み
込む場合には、外筒39に取り付けられたワイヤ46を
ジャッキ47で引き寄せ、外筒39を内筒38に重ね合
わせて図6(a) の状態とし、ジャッキ47及びワイヤ4
6を介して外筒39を牽引したまま推進を行い、カッタ
付セグメント1及び隣接するセグメント7を相対的に後
方に取り残し、内筒後端部38aと外筒凸部39aとの
接続部が全周、トンネル内側から開放となるまで推進を
行う。そして、外筒凸部39aが開放となったところ
で、凸部39aと後端部38sとを再び溶接すればよ
い。
The space 45 thus widened
As shown in FIG. 6 (d), the segment 1 with a cutter (see FIG. 1) or the segment 7 adjacent thereto is incorporated. After that, when the segment 31 having the normal width is incorporated, the wire 46 attached to the outer cylinder 39 is pulled by the jack 47 and the outer cylinder 39 is superposed on the inner cylinder 38 to be in the state of FIG. 47 and wire 4
Propulsion is carried out while pulling the outer cylinder 39 via 6, and the segment 1 with cutter and the adjacent segment 7 are left behind relatively, and the connecting portion between the rear end portion 38a of the inner cylinder and the convex portion 39a of the outer cylinder is completely removed. Drive around the tunnel from the inside of the tunnel until it opens. Then, when the outer cylinder convex portion 39a is opened, the convex portion 39a and the rear end portion 38s may be welded again.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、本
トンネルから横発進で横坑を掘削成形する際に、安全性
の向上と工期の短縮化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the safety and shorten the construction period when excavating and forming a horizontal shaft by laterally starting from the tunnel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】発明の一実施例を示すカッタ付きセグメントの
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a segment with a cutter showing an embodiment of the invention.

【図2】カッタ付きセグメントが組み込まれたトンネル
の部分輪切り断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a tunnel in which a segment with a cutter is incorporated.

【図3】カッタ付きセグメントに備えられるシール手段
の拡大図である。
FIG. 3 is an enlarged view of sealing means provided in the segment with a cutter.

【図4】カッタ付きセグメントが組み込まれたトンネル
の側断面図である。
FIG. 4 is a side cross-sectional view of a tunnel incorporating a segment with a cutter.

【図5】図4のV-V 線断面図である。5 is a sectional view taken along line VV of FIG.

【図6】カッタ付きセグメントを組み込むために行うテ
ール部の拡幅の手順を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a procedure of widening a tail portion for incorporating a segment with a cutter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カッタ付きセグメント 2 セグメント本体 3 連通穴 4 カッタ部材 12 カッタフード 13 バルクヘッド 14 カッタ 20 シール手段 25 土圧支持手段 30 トンネル壁 32 横坑掘削用の掘進機本体 1 segment with cutter 2 segment body 3 communicating hole 4 cutter member 12 cutter hood 13 bulkhead 14 cutter 20 sealing means 25 earth pressure support means 30 tunnel wall 32 excavator body for excavation

フロントページの続き (72)発明者 杉森 真 愛知県知多市北浜町11番1号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内Front Page Continuation (72) Inventor Makoto Sugimori 11-1 Kitahamacho, Chita City, Aichi Prefecture Ishikawajima Harima Heavy Industries Co., Ltd. Aichi Factory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 掘削坑の内周面に沿って組み立てられて
実質的なトンネル壁を形成するセグメント本体に、トン
ネル壁の内外を連通する連通穴を形成すると共に、その
連通穴にこれを塞ぐ横坑発進用のカッタ部材を着脱自在
に取り付けたことを特徴とするカッタ付きセグメント。
1. A segment body, which is assembled along an inner peripheral surface of an excavation pit to form a substantial tunnel wall, is provided with a communication hole for communicating the inside and outside of the tunnel wall, and the communication hole is closed. A segment with a cutter, characterized by a detachable cutter member for starting the side shaft.
【請求項2】 上記カッタ部材が、上記連通穴に挿入さ
れた筒状のカッタフードと、該カッタフードにこれを蓋
するように設けられたバルクヘッドと、該バルクヘッド
に回転自在に設けられ実質的に横坑を掘削するカッタと
から構成された請求項1記載のカッタ付きセグメント。
2. The cutter member is provided with a cylindrical cutter hood inserted into the communication hole, a bulkhead provided to cover the cutter hood, and a rotatably mounted on the bulkhead. The segment with a cutter according to claim 1, wherein the segment comprises a cutter for substantially excavating a shaft.
【請求項3】 上記連通穴とカッタフードとの間に、こ
れらの間を周方向にシールして坑内への浸水を防止する
シール手段を設けると共に、これらを固定してバルクヘ
ッドに加わる土圧を支持する土圧支持手段を設けた請求
項2記載のカッタ付きセグメント。
3. A seal means is provided between the communicating hole and the cutter hood to prevent water from entering the mine by sealing the gap between them in the circumferential direction, and at the same time, fixing these means to earth pressure applied to the bulkhead. The cutter segment according to claim 2, further comprising earth pressure support means for supporting the.
【請求項4】 請求項1記載のカッタ付きセグメントの
カッタ部材に、横坑掘削用の掘進機本体を接続し、その
掘進機本体を坑内発進させて横坑を掘削するようにした
カッタ付きセグメントを用いた横坑掘削方法。
4. A segment with a cutter, wherein the excavator body for excavating a horizontal shaft is connected to the cutter member of the segment with a cutter according to claim 1, and the excavator body is started in the underground to excavate a horizontal shaft. Method for excavation of side shafts.
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WO2023246349A1 (en) * 2022-06-24 2023-12-28 宁波用躬科技有限公司 Jacking system for contact channel tunneling construction and construction method using same

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