JPH11107675A - 水中シールド工法及びそれに用いるシールド機 - Google Patents
水中シールド工法及びそれに用いるシールド機Info
- Publication number
- JPH11107675A JPH11107675A JP26572897A JP26572897A JPH11107675A JP H11107675 A JPH11107675 A JP H11107675A JP 26572897 A JP26572897 A JP 26572897A JP 26572897 A JP26572897 A JP 26572897A JP H11107675 A JPH11107675 A JP H11107675A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- shaft
- mud
- shield machine
- starting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 セグメントを用いないで水中にシールドトン
ネルを築造する。 【解決手段】 発進立坑（Ｓ）の泥水圧（Ｐ１）を、切
羽の土圧（Ｐ２）と地下水圧（Ｐ３）との和圧（Ｐ４）
より差圧（ΔＰ）だけ大きく採り、その差圧（ΔＰ）を
掘進力（ＦＷ）として掘進し、トンネル周壁を差圧（Δ
Ｐ）で保持しておき、両坑（Ｓ、Ｒ）から管体（Ｈ）を
挿入して覆工する。
ネルを築造する。 【解決手段】 発進立坑（Ｓ）の泥水圧（Ｐ１）を、切
羽の土圧（Ｐ２）と地下水圧（Ｐ３）との和圧（Ｐ４）
より差圧（ΔＰ）だけ大きく採り、その差圧（ΔＰ）を
掘進力（ＦＷ）として掘進し、トンネル周壁を差圧（Δ
Ｐ）で保持しておき、両坑（Ｓ、Ｒ）から管体（Ｈ）を
挿入して覆工する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、泥土を含む水中
に、比較的小口径（例えば３ｍ）のシールドトンネルを
築造する泥水加圧式シールド工法及びそれに用いるシー
ルド機に関する。
に、比較的小口径（例えば３ｍ）のシールドトンネルを
築造する泥水加圧式シールド工法及びそれに用いるシー
ルド機に関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる工法及びそれに用いるシールド機
に関する技術は種々提案されている。従来のシールド工
法において、シールド機は油圧ジャッキですでに組み立
てたセグメントに反力をとって掘進し、セグメント１個
分掘進したら、停止してセグメントを組み立て、そのセ
グメントに反力をとり直して掘進するようにしていた。
に関する技術は種々提案されている。従来のシールド工
法において、シールド機は油圧ジャッキですでに組み立
てたセグメントに反力をとって掘進し、セグメント１個
分掘進したら、停止してセグメントを組み立て、そのセ
グメントに反力をとり直して掘進するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のシールド工法に
は、セグメントを用いるので、次のような問題があっ
た。
は、セグメントを用いるので、次のような問題があっ
た。
【０００４】（１） シールド機で連続して掘進できな
い。 （２） 泥水配管やセグメント等の材料を、発進立坑か
らシールド機へ供給しなければならないため、シールド
機の掘進速度が材料供給速度に制約される。◎ （３） セグメントは半径方向及び軸線方向ともにジョ
イント箇所が多く、漏水のリスクが大きい。 （４） セグメントに反力をとるので、セグメントが必
要以上に大きくなり、また、無理な力がかかると、セグ
メントがこわれるなどのおそれがある。
い。 （２） 泥水配管やセグメント等の材料を、発進立坑か
らシールド機へ供給しなければならないため、シールド
機の掘進速度が材料供給速度に制約される。◎ （３） セグメントは半径方向及び軸線方向ともにジョ
イント箇所が多く、漏水のリスクが大きい。 （４） セグメントに反力をとるので、セグメントが必
要以上に大きくなり、また、無理な力がかかると、セグ
メントがこわれるなどのおそれがある。
【０００５】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
もので、セグメントを用いないで水中にシールドトンネ
ルを築造する水中シールド工法及びそれに用いるシール
ド機を提供することを目的としている。
もので、セグメントを用いないで水中にシールドトンネ
ルを築造する水中シールド工法及びそれに用いるシール
ド機を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による方法は、シ
ールド機のカッタヘッドを発進立坑の発進坑口に臨ま
せ、該発進立坑の泥水圧を切羽の土圧及び地下水圧の和
圧より大きく採り、その泥水圧を前記和圧との差圧を掘
進力として発進する発進工程と、掘進により形成された
トンネルの周壁の形状を、前記差圧で保持する掘進工程
と、到達立坑の到達口にシールド機が接近したら、該到
達立坑の泥水圧を前記和圧に採り、該到達立坑内にシー
ルド機が到達したら、前記泥水圧を前記和圧及び差圧の
和に採る到達工程と、シールド機を分解撤去したのち、
両立坑から管体を挿入して前記トンネルの周壁を覆工す
る覆工工程とを備えることを特徴としている。
ールド機のカッタヘッドを発進立坑の発進坑口に臨ま
せ、該発進立坑の泥水圧を切羽の土圧及び地下水圧の和
圧より大きく採り、その泥水圧を前記和圧との差圧を掘
進力として発進する発進工程と、掘進により形成された
トンネルの周壁の形状を、前記差圧で保持する掘進工程
と、到達立坑の到達口にシールド機が接近したら、該到
達立坑の泥水圧を前記和圧に採り、該到達立坑内にシー
ルド機が到達したら、前記泥水圧を前記和圧及び差圧の
和に採る到達工程と、シールド機を分解撤去したのち、
両立坑から管体を挿入して前記トンネルの周壁を覆工す
る覆工工程とを備えることを特徴としている。
【０００７】更に、本発明によれば、立坑の泥水圧は、
立坑内の泥水位を昇降して増減調整することを特徴とし
ている。
立坑内の泥水位を昇降して増減調整することを特徴とし
ている。
【０００８】本発明による水中シールド機は、スキンプ
レートの前部に設けられたカッタヘッド及び後部に設け
られたバルクヘッドと、前記カッタヘッドの後側に画成
された泥水室とバルクヘッドの後方とを接続する送泥管
及び排泥管と、ヘッド回転駆動部に接続された電線管
と、これら送泥管、排泥管及び電線管にジョイントを介
して一端が接続され、他端には順次同種ホース又は線が
ジョイントを介して接続される送泥ホース、排泥ホース
及び送電線とを備えている。
レートの前部に設けられたカッタヘッド及び後部に設け
られたバルクヘッドと、前記カッタヘッドの後側に画成
された泥水室とバルクヘッドの後方とを接続する送泥管
及び排泥管と、ヘッド回転駆動部に接続された電線管
と、これら送泥管、排泥管及び電線管にジョイントを介
して一端が接続され、他端には順次同種ホース又は線が
ジョイントを介して接続される送泥ホース、排泥ホース
及び送電線とを備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。
の形態を説明する。
【００１０】図２において、全体を符号１で示す水中シ
ールド機の断面積Ａのスキンプレート２の前部には、カ
ッタヘッド３が回転自在に設けられ、後部には、バルク
ヘッド４が固設されている。そして、カッタヘッド３の
後側に設けられたケーシング５により、泥水室６ａと空
気室６ｂとが画成されている。
ールド機の断面積Ａのスキンプレート２の前部には、カ
ッタヘッド３が回転自在に設けられ、後部には、バルク
ヘッド４が固設されている。そして、カッタヘッド３の
後側に設けられたケーシング５により、泥水室６ａと空
気室６ｂとが画成されている。
【００１１】図５に示すように、直径Ｄ０のカッタヘッ
ド３で掘削されたトンネルＴの内径とスキンプレート２
の外径Ｄ１とは、土圧によりシールドが締め付けられて
前進ができなくなることを防ぐため隙間δ（通常５〜１
０ｍｍ）が設けられている。背圧である泥水圧Ｐ１がカ
ッタヘッド３前面の圧力Ｐ０より大きくなるようにする
ためには、この隙間δを通る矢印Ｘで示す流れを止水す
る必要があり、符号Ｚで示すスキンプレート２の端部に
は、詳細を図６に示すように複数のパッキング１８が設
けられている。
ド３で掘削されたトンネルＴの内径とスキンプレート２
の外径Ｄ１とは、土圧によりシールドが締め付けられて
前進ができなくなることを防ぐため隙間δ（通常５〜１
０ｍｍ）が設けられている。背圧である泥水圧Ｐ１がカ
ッタヘッド３前面の圧力Ｐ０より大きくなるようにする
ためには、この隙間δを通る矢印Ｘで示す流れを止水す
る必要があり、符号Ｚで示すスキンプレート２の端部に
は、詳細を図６に示すように複数のパッキング１８が設
けられている。
【００１２】その泥水室５に連通する送泥管７及び排泥
管８と、ヘッド回転駆動部２ａに接続された電線管９と
が設けられ、これらの管７、８、９は、それぞれバルク
ヘッド３の後方に突出されている。この送泥管７には、
ジョイント１０ａを介して送泥ホース１０の一端が接続
され、そのホース１０の他端には、同様にジョイント１
０ａを介して次の送泥ホース１０の一端が順次接続さ
れ、このホース１０の地上側端部は、公知技術による泥
水処理設備Ｆ１に接続されている。同様に排泥管８に
は、ジョイント１１ａを介して前記設備Ｆ１に接続され
た排泥ホース１１が接続されている。また、電線管９に
は、ジョンイト１２ａを介して送電線１２が接続され、
その送電線１２は地上の電力受電設備Ｆ２に接続されて
いることは、セグメント組立用のエレクタを有しないこ
となどを除いて、従来の泥水加圧式シールド機と同様で
ある。なお。符号Ｆ３は、給水管１５と配水管１６とが
接続され、泥水位ＭＬＳを調節するための給排水設備を
示している。
管８と、ヘッド回転駆動部２ａに接続された電線管９と
が設けられ、これらの管７、８、９は、それぞれバルク
ヘッド３の後方に突出されている。この送泥管７には、
ジョイント１０ａを介して送泥ホース１０の一端が接続
され、そのホース１０の他端には、同様にジョイント１
０ａを介して次の送泥ホース１０の一端が順次接続さ
れ、このホース１０の地上側端部は、公知技術による泥
水処理設備Ｆ１に接続されている。同様に排泥管８に
は、ジョイント１１ａを介して前記設備Ｆ１に接続され
た排泥ホース１１が接続されている。また、電線管９に
は、ジョンイト１２ａを介して送電線１２が接続され、
その送電線１２は地上の電力受電設備Ｆ２に接続されて
いることは、セグメント組立用のエレクタを有しないこ
となどを除いて、従来の泥水加圧式シールド機と同様で
ある。なお。符号Ｆ３は、給水管１５と配水管１６とが
接続され、泥水位ＭＬＳを調節するための給排水設備を
示している。
【００１３】（１） 発進工程（図１） 発進に際し、両ホース１０、１１及び送電線１２を接続
したシールド機１のカッタヘッド２を発進立坑Ｓの発進
坑口Ｓ１に臨ませ、立坑Ｓの泥水位ＭＬＳを昇降し、立
坑Ｓ内の泥水圧Ｐ１を、 Ｐ１＝Ｐ２＋Ｐ３＋ΔＰ＝Ｐ４＋ΔＰ ここで、Ｐ２・・・切羽の土圧 Ｐ３・・・地下水圧 Ｐ４・・・土圧と地下水圧との和圧 ΔＰ・・・掘進に必要な圧力（以下差圧という） なお、図中の符号ＷＬは地下水位、ＧＬはグランドレベ
ルである。
したシールド機１のカッタヘッド２を発進立坑Ｓの発進
坑口Ｓ１に臨ませ、立坑Ｓの泥水位ＭＬＳを昇降し、立
坑Ｓ内の泥水圧Ｐ１を、 Ｐ１＝Ｐ２＋Ｐ３＋ΔＰ＝Ｐ４＋ΔＰ ここで、Ｐ２・・・切羽の土圧 Ｐ３・・・地下水圧 Ｐ４・・・土圧と地下水圧との和圧 ΔＰ・・・掘進に必要な圧力（以下差圧という） なお、図中の符号ＷＬは地下水位、ＧＬはグランドレベ
ルである。
【００１４】（２） 掘進工程（図２） 掘進を開始すると、シールド機１には、断面積Ａのバル
クヘッド４にかかる差圧ΔＰによりＡΔＰの掘進力ＤＦ
が作用し、シールド機１による掘進が行われ、シールド
トンネルＴが形成される。この際、トンネルＴの周壁に
は、泥水圧Ｐ１による差圧ΔＰが作用し、覆工なしで形
状が保持される。この状態で掘進し、掘進距離に応じて
必要な場合は、ホース１０、１１及び送電線を地上にお
いて継ぎ足して延長する。
クヘッド４にかかる差圧ΔＰによりＡΔＰの掘進力ＤＦ
が作用し、シールド機１による掘進が行われ、シールド
トンネルＴが形成される。この際、トンネルＴの周壁に
は、泥水圧Ｐ１による差圧ΔＰが作用し、覆工なしで形
状が保持される。この状態で掘進し、掘進距離に応じて
必要な場合は、ホース１０、１１及び送電線を地上にお
いて継ぎ足して延長する。
【００１５】（３） 到達工程（図３） シールド機１か到達立坑Ｒに接近したら、立坑Ｒの泥水
位ＭＬＲを調整して泥水圧Ｐ５を前記和圧Ｐ４と等しく
する。そして、立坑Ｒ内にシールド機１が到達坑口Ｒ１
に到達したら、泥水圧Ｐ５を前記内圧Ｐ１と等しくす
る。そこで、シールド機１から両ホース１０、１１及び
送電線１２を取り外したのち、シールド機１を分解して
立坑Ｒの外部に撤去する。
位ＭＬＲを調整して泥水圧Ｐ５を前記和圧Ｐ４と等しく
する。そして、立坑Ｒ内にシールド機１が到達坑口Ｒ１
に到達したら、泥水圧Ｐ５を前記内圧Ｐ１と等しくす
る。そこで、シールド機１から両ホース１０、１１及び
送電線１２を取り外したのち、シールド機１を分解して
立坑Ｒの外部に撤去する。
【００１６】（４） 覆工工程（図４） 両坑（図示の例では発進立坑Ｓ）の底部に、ヒューム管
又は鋼管などの管体ＨのガイドＧを管体Ｈの押し込み装
置ＰＭとを設置する。次いで、管体ＨをガイドＧに吊り
下ろし、先行管体Ｈにジョイントしたのち、押し込み装
置ＰＭで押し込み、複数の管体Ｈで水中トンネルＴの周
壁を覆工する。周壁の覆工が完了したら、トンネル内の
泥水Ｍを排水して完工する。
又は鋼管などの管体ＨのガイドＧを管体Ｈの押し込み装
置ＰＭとを設置する。次いで、管体ＨをガイドＧに吊り
下ろし、先行管体Ｈにジョイントしたのち、押し込み装
置ＰＭで押し込み、複数の管体Ｈで水中トンネルＴの周
壁を覆工する。周壁の覆工が完了したら、トンネル内の
泥水Ｍを排水して完工する。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、このように構成されているの
で、以下に記載されるような効果を奏する。 （１） セグメントを用いないで、水中にシールドトン
ネルを無停止で連続的に掘進することができる。 （２） また、掘進したシールドトンネルは、無覆工で
形状を保持しておき、立坑から管体を挿入して覆工す
る。 （３） 発進坑口、到達坑口周りの地盤改良が不要であ
る。 （４） したがって、従来に比べて大巾に工期を短縮
し、工費を低減することができる。 （５） また、管体には従来の掘進力がかからないの
で、土差と地下水圧の和圧に耐えるだけの強度で充分で
あり、かつ、接合箇所を軸方向だけに少なくして漏水の
リスクを減らすことができる。
で、以下に記載されるような効果を奏する。 （１） セグメントを用いないで、水中にシールドトン
ネルを無停止で連続的に掘進することができる。 （２） また、掘進したシールドトンネルは、無覆工で
形状を保持しておき、立坑から管体を挿入して覆工す
る。 （３） 発進坑口、到達坑口周りの地盤改良が不要であ
る。 （４） したがって、従来に比べて大巾に工期を短縮
し、工費を低減することができる。 （５） また、管体には従来の掘進力がかからないの
で、土差と地下水圧の和圧に耐えるだけの強度で充分で
あり、かつ、接合箇所を軸方向だけに少なくして漏水の
リスクを減らすことができる。
【図１】発進工程を説明する縦断面図。
【図２】掘進工程を説明する縦断面図。
【図３】到達工程を説明する縦断面図。
【図４】覆工工程を説明する縦断面図。
【図５】シールド端部の止水パッキング部を示す断面
図。
図。
【図６】図５のＺ矢視部の詳細図。
１・・・シールド機 ２・・・スキンプレート ３・・・カッタヘッド ４・・・バルクヘッド ５・・・ケーシング ６ａ・・・泥水室 ６ｂ・・・空気室 ７・・・送泥管 ８・・・排泥管 ９・・・電線管 １０・・・送泥ホース １０ａ〜１２ａ・・・ジョイント １１・・・排泥ホース １２・・・送電線 １８・・・パッキング ＦＤ・・・掘進力 Ｆ１・・・泥水処理設備 Ｆ２・・・電力受電設備 Ｆ３・・・給排水設備 Ｇ・・・管体ガイド ＧＬ・・・グランドレベル Ｈ・・・管体 Ｍ・・・泥水 ＭＬＳ・・・発進立坑の泥水位 ＭＬＲ・・・到達立坑の泥水位 ＰＭ・・・押し込み装置 Ｐ１・・・発進立坑の泥水圧 Ｐ２・・・土圧 Ｐ３・・・地下水圧 Ｐ４・・・土圧と地下水圧との和圧 Ｐ５・・・到達立坑の泥水圧 ΔＰ・・・差圧 Ｓ・・・発進立坑 Ｔ・・・水中トンネル Ｒ・・・到達立坑 ＷＬ・・・地下水位
フロントページの続き (72)発明者 上 田 昭 郎 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 シールド機のカッタヘッドを発進立坑の
発進坑口に臨ませ、該発進立坑の泥水圧を切羽の土圧及
び地下水圧の和圧より大きく採り、その泥水圧を前記和
圧との差圧を掘進力として発進する発進工程と、掘進に
より形成されたトンネルの周壁の形状を、前記差圧で保
持する掘進工程と、到達立坑の到達口にシールド機が接
近したら、該到達立坑の泥水圧を前記和圧に採り、該到
達立坑内にシールド機が到達したら、前記泥水圧を前記
和圧及び差圧の和に採る到達工程と、シールド機を分解
撤去したのち、両立坑から管体を挿入して前記トンネル
の周壁を覆工する覆工工程とを備えることを特徴とする
水中シールド工法。 - 【請求項２】 立坑の泥水圧は、立坑内の泥水位を昇降
して増減調整することを特徴とする請求項１記載の水中
シールド工法。 - 【請求項３】 スキンプレートの前部に設けられたカッ
タヘッド及び後部に設けられたバルクヘッドと、前記カ
ッタヘッドの後側に画成された泥水室とバルクヘッドの
後方とを接続する送泥管及び排泥管と、ヘッド回転駆動
部に接続された電線管と、これら送泥管、排泥管及び電
線管にジョイントを介して一端が接続され、他端には順
次同種ホース又は線がジョイントを介して接続される送
泥ホース、排泥ホース及び送電線とを備えていることを
特徴とする水中シールド工法に用いるシールド機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26572897A JPH11107675A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 水中シールド工法及びそれに用いるシールド機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26572897A JPH11107675A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 水中シールド工法及びそれに用いるシールド機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11107675A true JPH11107675A (ja) | 1999-04-20 |
Family
ID=17421182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26572897A Pending JPH11107675A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 水中シールド工法及びそれに用いるシールド機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11107675A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008014059A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Ohbayashi Corp | 亀裂性岩盤掘削における水圧設定方法及びそれを用いたシールドシステム |
| CN104963691A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-10-07 | 华中科技大学 | 一种复杂地层条件下土压盾构开挖面稳定性预测控制方法 |
| CN107702875A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-02-16 | 福州大学 | 水‑海床‑海底隧道动力反应试验方法及振动台装置 |
| CN113914872A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-11 | 武汉市政工程设计研究院有限责任公司 | 一种穿越复杂地层的长距离排水深隧盾构方法 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26572897A patent/JPH11107675A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008014059A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Ohbayashi Corp | 亀裂性岩盤掘削における水圧設定方法及びそれを用いたシールドシステム |
| CN104963691A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-10-07 | 华中科技大学 | 一种复杂地层条件下土压盾构开挖面稳定性预测控制方法 |
| CN107702875A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-02-16 | 福州大学 | 水‑海床‑海底隧道动力反应试验方法及振动台装置 |
| CN113914872A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-11 | 武汉市政工程设计研究院有限责任公司 | 一种穿越复杂地层的长距离排水深隧盾构方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH11107675A (ja) | 水中シールド工法及びそれに用いるシールド機 | |
| JPH04213694A (ja) | 埋設管の無排土推進工法 | |
| JP3471457B2 (ja) | 異径トンネル掘削用シールド機 | |
| JP3397712B2 (ja) | 小口径トンネル掘進機 | |
| JP3526406B2 (ja) | 小口径管路推進機の先端装置用ケーブル・ホースの防護カバー及び収納方法 | |
| JP2562938B2 (ja) | 既設の本管を新しい本管と取り替える方法 | |
| JP3640805B2 (ja) | 管推進機 | |
| JP2928462B2 (ja) | 二重管の泥水推進工法 | |
| JPH0432200B2 (ja) | ||
| JPH1163299A (ja) | 多条管の施工方法および多条管 | |
| JPH04155099A (ja) | 管の地中埋設方法 | |
| JP3703638B2 (ja) | 電力等地中線ケーブルの多条管の施工方法 | |
| JP3455318B2 (ja) | 管路内からの配管類の撤去方法 | |
| JP3182100B2 (ja) | 管体の推進埋設方法とこの方法に使用する筒体 | |
| JPH0768875B2 (ja) | 埋設管の推進工法 | |
| JP3110927B2 (ja) | 推進工法における裏込め注入方法 | |
| JPH10110591A (ja) | 地中推進配管工法 | |
| JPH11247591A (ja) | 推進装置を用いた地中構造物間接合方法 | |
| JPH07127384A (ja) | 小口径管推進布設装置 | |
| JPS6221958B2 (ja) | ||
| JPH0438279B2 (ja) | ||
| JPH0510073Y2 (ja) | ||
| JP3398270B2 (ja) | 地中穿孔方法 | |
| JPH1193562A (ja) | 分岐シールド掘進方法及び分岐掘進可能なシールド掘進機 | |
| JPH01142194A (ja) | 岩掘削同時管押込工法 |