JPH10227195A - シールド機の発進装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シールド機を立坑から容易に確実に発進させる
こと。 【解決手段】立坑１の土留壁１０に形成された発進口１
１と、立坑１に横向きに配置され、発進口部２１を有す
る外筒２０と、外筒内に回転可能に配置され、発進口部
３１を有する内筒３０と、内筒の発進口部３１に向けて
シールド機２を配置し、内筒と外筒の発進口部３１、２
１が一致した状態で、シールド機２を立坑１の発進口１
１から発進するシールド機の発進装置又は方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、立坑からのシール
ド機の発進に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド機が立坑から発進する場
合、シールド発進部の土留壁を撤去しなければならな
い。この場合、シールド発進部の土留壁を撤去するため
に切羽の地盤が崩壊しないよう地盤改良などの措置が必
要である。

【０００３】シールド発進部の土被りが小さく地下水圧
も低い場合の地盤改良は、薬液注入などで比較的容易に
必要な改良を行うことができる。しかし、土被りが大き
くシールド発進部に作用する土圧や地下水圧が大きな場
合の地盤改良では、高圧噴射撹拌工法や凍結工法などが
使用されている。

【０００４】又、最近では、シールド掘進部の土留壁を
撤去せずシールド機で直接掘削できる土留壁を用いる工
法が開発されている。

【０００５】しかし、従来の工法では、以下のような問
題点を有している。 ＜イ＞高圧噴射撹拌工法や凍結工法工法では、地盤改良
に多大な費用や工期がかかている。又、土圧や地下水圧
が大きな場合、地盤のトンネル内部への崩落など不測の
事態が発生し、周辺の既設構造物に被害を与える可能性
がある。 ＜ロ＞最近開発されたシールド機で直接土留壁を掘削す
る工法では、立坑構築時にシールド発進部の土留壁のコ
ンクリートを土留材としての強度を有すると共に、シー
ルド機のカッターで掘削できる強度とするために、特殊
なコンクリートや引張り補強材を用いている。

【０００６】そのため、シールドの掘進において、最も
摩擦などが懸念されるカッタービットが、シールド発進
部の土留壁を直接掘削することによって摩滅し、その後
の掘削に使用をきたしていた。

【０００７】近年は、１本のシールドトンネルの掘進延
長は、１〜２ｋｍと長くなっており、最も耐久性の必要
なカッタビットは、トンネルの掘進途中で交換困難であ
るため、発進部の土留壁掘削で破損の危険度が高い施工
方法には適していない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、シールド機
を立坑から容易に確実に発進させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願発明は、立坑からの
シールド機の発進装置において、立坑の土留壁に形成さ
れた発進口と、立坑内に横向きに配置され、立坑の発進
口と対向する発進口部を有する外筒とを備え、外筒内に
回転可能に配置され、発進口部を有する内筒と、内筒の
発進口部に向け、内筒内にシールド機を配置し、内筒と
外筒の発進口部が一致した状態で、シールド機を立坑の
発進口から発進することを特徴とする、シールド機の発
進装置、又は、前記シールド機の発進装置において、外
筒の発進口部から立坑の発進口まで充填材を充填し、シ
ールド機が充填材を掘削して、立坑の発進口から発進す
ることを特徴とする、シールド機の発進装置、又は、前
記シールド機の発進装置において、シールド機は、掘進
前部が内筒の発進口部で密閉して保持され、後部が反力
受けで保持されていることを特徴とする、シールド機の
発進装置、又は、発進口を有する立坑からのシールド機
の発進方法において、立坑内に発進口部を有する外筒を
横向きに配置し、外筒の発進口部が立坑の発進口に対向
しており、外筒内に発進口部を有する内筒を回転可能に
配置し、内筒の発進口部にシールド機の掘進前部を向け
て配置し、内筒を回転して内筒と外筒の発進口部を一致
させ、シールド機を立坑の発進口から発進させることを
特徴とする、シールド機の発進方法、又は、前記シール
ド機の発進方法において、立坑の発進口と外筒の発進口
部の間に充填材を充填し、シールド機は、充填材を掘削
して立坑の発進口から発進させることを特徴とする、シ
ールド機の発進方法、又は、前記シールド機の発進方法
において、内筒内に反力受けを配置し、シールド機を掘
進する際、シールド機の後部でセグメントを構築し、セ
グメントの反力を反力受けで受けることを特徴とする、
シールド機の発進方法にある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。

【００１１】＜イ＞シールド機の発進の概要 立坑１は、例えば図１のように、土留として強度を有す
る土留壁１０で周囲が形成され、その一部に発進口１１
を備えている。立坑内部にシールド機２を配置し、立坑
の発進口１１から発進させる。

【００１２】立坑内には、発進口部２１を有する外筒２
０を横向きに配置する。シールド機２が外筒２０と土留
壁１０を通過できるために、外筒の発進口部２１と土留
壁１０の発進口１１とは対向している。更に、外筒内に
は発進口部３１を有する内筒３０を回転可能に配置す
る。

【００１３】シールド機２を内筒内に配置し、内筒３０
を回転して、内筒３０と外筒２０の発進口部３１、２１
が合うようにし、シールド機のカッタヘッド３を立坑１
の発進口１１に向け、カッタヘッド３を回転して、シー
ルド機２を立坑１の発進口１１から掘進させる。

【００１４】＜ロ＞外筒 外筒２０は、図２のように、立坑内に横向きに配置さ
れ、立坑の発進口１１にかかる土圧や地下水圧に耐える
構成を有し、シールド機２が通過できる発進口部２１を
備えている。

【００１５】立坑の発進口１１と外筒の発進口部２１の
間には、土や地下水の侵入を防止する充填材１２を充填
する。充填材１２は、シールド機のカッタで容易に掘削
できるものでよく、例えば低強度モルタルなどが使用で
きる。土圧や地下水圧は、充填材１２を介して外筒２０
に作用するが、外筒２０で土水圧を保持することができ
る。

【００１６】外筒２０は、立坑１の内部に配置された支
持台１４の上に載置し、立坑土留壁１０と外筒２０の間
において、土留壁の発進口の反対側に固定材１３を充填
し、外筒２０を土留壁１０に固定する。

【００１７】外筒２０の上部に外筒搬入口２２を備え、
シールド機２を上方から通過させ、外筒２０の内部に搬
入することができる。

【００１８】＜ハ＞内筒 内筒３０は、内部にシールド機２を配置するものであ
り、シールド機２が通過できる発進口部３１を備え、外
筒２０の内部に配置されている。

【００１９】内筒３０は、外筒の内部で回転でき、外筒
２０と内筒３０の発進口部２１、３１が合うようにでき
る。この回転手段は、例えば、油圧ジャッキ、ウイン
チ、回転台、エアージャッキ、鉄板の間に配置される剛
球のころなどを使用することができる。

【００２０】内筒３０も内筒搬入口３７を備え、外筒搬
入口２２と合わせた状態でシールド機２を上方から内筒
３０内部に搬入することができる。

【００２１】なお、外筒２０や内筒３０は、鋼製のほか
ＲＣ鋼、鋼材とコンクリートの合成構造でもよく、又、
この形状は円筒に限らず、土圧や地下水圧に耐えられる
形状であればよい。

【００２２】＜ニ＞シールド機の設置 シールド機２は、例えば、図２のように内筒内に吊り降
ろされ、カッタヘッド３が内筒の発進開口部３１に対向
するように下向きに配置される。

【００２３】シールド機２の前部は、エントランス部シ
ール３３によりエントランス部３２で密閉される。

【００２４】シールド機２の後部は、保持部３６で内筒
３０に固定され、内筒３０の回転に従ってシールド機２
の向きを変えることができる。

【００２５】＜ホ＞反力受け シールド機２に掘進力を付与する反力受け３４は、内筒
３０に設けることもできるが、強度を高めるには、図３
のように外筒２０に設けるか、又は直接、土留壁１０に
設けても良い。

【００２６】反力受け３４を内筒３０に設ければ、反力
受け３４にセグメント３５を設けても、内筒３０を回転
できる。

【００２７】以下に、シールド機の発進の手順を説明す
る。 ＜イ＞外筒と内筒の設置 図１のように、立坑１に発進口１１を有する土留壁１０
を形成し、土留壁内で支持台１４の上に外筒２０と内筒
３０を横向きに配置する。外筒２０と内筒３０の搬入口
２２、３７は、上方に向けておき、シールド機２が内筒
３０に搬入できるようにする。

【００２８】図２のように、土留壁１０と外筒２０の間
の一部に固定材１３を充填し、外筒２０を固定する。土
留壁の発進口１１付近にはシールド機２が掘削容易な充
填材１２を充填する。

【００２９】＜ロ＞シールド機の設置 図１〜図２のように、シールド機２を外筒２０と内筒３
０の搬入口２２、３７から内筒内に搬入する。シールド
機２はカッタヘッド３が下向きの状態で、内筒の発進口
部３１に対向するように内筒３０に設置される。シール
ド機２の前部がエントランス部シール３３で密閉され、
後部が保持部３６で保持される。

【００３０】＜ハ＞シールド機の方向転換 内筒３０を図２から図３のように回転して、内筒３０と
外筒２０の発進口部３１、２１を合せ、シールド機２の
カッタヘッド３を立坑土留壁１０の発進口１１に対向さ
せる。

【００３１】シールド機２の掘進力を得るために、例え
ば外筒２０に反力受け３４を設け、反力受けに当接して
セグメント３５を構築して、シールド機２の発進の準備
をする。

【００３２】＜ニ＞シールド機の発進 シールド機２は、図３〜図４の状態において、反力受け
３４から反力を受けて掘進する。カッタヘッド３のビッ
トは、充填材１２を掘削し、図４のように立坑土留壁１
０の発進口付近の地盤を掘削する。充填材１２は、掘削
が容易な材料であるので、ビットを損傷する恐れはな
い。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、次のような効果を得ることが
できる。 ＜イ＞立坑土留壁の発進口に作用する土水圧は、常時外
筒や内筒で支持しているので、発進に際して地山の地盤
改良を必要としない。 ＜ロ＞発進口に作用する土水圧に応じて、外筒や内筒の
鋼殻板厚の選定や補強を容易にできるので、確実なシー
ル機構と相まって、シールドトンネルが深くなってもシ
ールド機の発進を確実に行うことができる。 ＜ハ＞発進口の充填材は、発進口の構築物に空間ができ
ないようにするものであり、土留材のように高い強度は
必要とせず、充填材の掘削によって、カッタビットを損
傷することがない。 ＜ニ＞シールド機の発進後、セグメントと立坑土留壁の
間をモルタルや薬液注入などにより止水を行うと、外筒
や内筒及び外筒固定材を撤去することにより、立坑内を
全面的に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】立坑内の外筒と内筒の配置図

【図２】シールド機を収納する外筒と内筒の配置図

【図３】図２からシールド機が９０℃回転した図

【図４】シールド機の立坑からの発進図

【符号の説明】

１・・・立坑 ２・・・シールド機 ３・・・カッタヘッド １０・・土留壁 １１・・発進口 １２・・充填材 １３・・固定材 ２０・・外筒 ２１・・外筒の発進口部 ２２・・外筒搬入口 ３０・・内筒 ３１・・内筒の発進口部 ３２・・エントランス部 ３３・・エントランス部シール ３４・・反力受け ３５・・セグメント ３６・・保持部 ３７・・内筒搬入口

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】立坑からのシールド機の発進装置におい
   て、 立坑の土留壁に形成された発進口と、 立坑内に横向きに配置され立坑の発進口と対向する発進
   口部を有する外筒と、 外筒内に回転可能に配置され、発進口部を有する内筒と
   を備え、 内筒の発進口部に向け、内筒内にシールド機を配置し、 内筒と外筒の発進口部が一致した状態で、シールド機を
   立坑の発進口から発進することを特徴とする、 シールド機の発進装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のシールド機の発進装置に
   おいて、 外筒の発進口部から立坑の発進口まで充填材を充填し、 シールド機が充填材を掘削して立坑の発進口から発進す
   ることを特徴とする、 シールド機の発進装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載のシールド機の発進装置に
   おいて、 シールド機は、掘進前部が内筒の発進口部で密閉して保
   持され、後部が反力受けで保持されていることを特徴と
   する、 シールド機の発進装置。
4. 【請求項４】発進口を有する立坑からのシールド機の発
   進方法において、 立坑内に発進口部を有する外筒を横向きに配置し、 外筒の発進口部が立坑の発進口に対向しており、 外筒内に発進口部を有する内筒を回転可能に配置し、 内筒の発進口部にシールド機の掘進前部を向けて配置
   し、 内筒を回転して内筒と外筒の発進口部を一致させ、シー
   ルド機を立坑の発進口から発進させることを特徴とす
   る、 シールド機の発進方法。
5. 【請求項５】請求項４に記載のシールド機の発進方法に
   おいて、 立坑の発進口と外筒の発進口部の間に充填材を充填し、 シールド機は、充填材を掘削して立坑の発進口から発進
   させることを特徴とする、 シールド機の発進方法。
6. 【請求項６】請求項４に記載のシールド機の発進方法に
   おいて、 内筒内に反力受けを配置し、 シールド機を掘進する際、シールド機の後部でセグメン
   トを構築し、セグメントの反力を反力受けで受けること
   を特徴とする、 シールド機の発進方法。