JPH11159286A - 泥水式シールド掘進機における支障物撤去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 泥水式シールドでシールド前方に出現し
た支障物をスムーズに撤去する。 【解決手段】 カッタヘッド１２の後方に設置した破砕
手段３０によりカッタヘッド１２の開口部を通してシー
ルド掘進機１０の前方に出現した支障物Ｈを破砕する。
その破砕片をカッタヘッド１２の背面に位置するチャン
バ１７内の泥水を利用してスクリューコンベア４０で後
方の分離槽４５へ搬送する。分離槽４５では、破砕片を
系外に取り出すとともに、泥水を循環処理系に戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、泥水式シールド
掘進機において、シールド前方に出現した支障物を撤去
する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】人口集中の著しい主要都市部において
は、シールド工法により地下空間に構造物を構築する場
合、地上および地下構造物の輻輳によって、既設構造物
やその基礎がシールド計画線上に出現し、シールド掘進
の支障物となる事例が増加している。近年、シールド工
事は周辺への影響等を考慮し、密閉型シールド工法が主
流となっており、この密閉型シールド掘進機ではその構
造上、施工中に切羽前方の状況を直接確認することは不
可能である。

【０００３】そこで、密閉型シールド工法で切羽前面に
支障物が出現した場合には、従来、薬液注入等により支
障物周辺の地盤改良を実施したり、チャンバ内に限定圧
気をかける等の切羽安定対策を施した後、作業員が切羽
へ出て支障物を撤去する方法が一般的に採用されてい
る。また、工事計画段階から支障物が存在することが明
らかな場合には、支障物を撤去し易いように開放型シー
ルドを採用したり、途中の立坑で密閉型シールドから開
放型シールドへ改造するといった方法が採用されること
もある。

【０００４】しかしながら、これらの方法では、切羽の
安定を薬液注入等の地盤改良や圧気工法等の補助工法に
依存せざるを得ず、切羽の安定性に問題がある。また、
このような状況下で、作業員が狭い切羽空間に出て作業
を行わなければならないことから、安全性や作業性、施
工性の点においても改善策が期待されている。

【０００５】シールドトンネルの計画線上に出現する支
障物の種類としては、杭および土留めがあり、これらの
材質としては、Ｈ形鋼、鋼管、鋼矢板等の鋼材やＲＣ、
木材等が挙げられる。この中で、木材については、シー
ルドマシンに取り付けられる通常のカッタービットで切
削が可能であり、シールド掘進上特に大きな問題とはな
らない。鋼材やＲＣについては、単独で出現した場合に
は特殊な対策を施していない通常のシールドマシンで切
削した事例もあるが、このような場合には切削によりカ
ッタービットが損傷し、直後にビット交換を実施する等
の対策が必要となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】今後、都市の地下空間
は増々輻輳化が予想され、トンネル計画線に支障物が出
現する可能性も更に増大するものと考えられる。従っ
て、本発明は、泥水式シールドで作業員が切羽へ出るこ
となくシールド前方に出現した支障物をスムーズに撤去
することができる工法を提供することを発明の解決課題
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る泥水式シー
ルド掘進機における支障物撤去方法は、カッタヘッド後
方に設置した破砕手段により該カッタヘッドの開口部を
通してシールド前方に出現した支障物を破砕し、該破砕
片を前記カッタヘッド背面に位置するチャンバ内の泥水
を利用してスクリューコンベアで後方の分離槽へ搬送
し、該分離槽にて破砕片を系外に取り出すとともに、泥
水を循環処理系に戻すことを特徴とするものである。

【０００８】前記破砕手段としては、前記スクリューコ
ンベアで搬送可能な程度に細かく破砕可能な点で、ジョ
ークラッシャ等の油圧式の破砕機が好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら好適な
実施形態を詳述する。図１は、泥水式シールド掘進機１
０の要部縦断側面図であり、初めに、このシールド掘進
機１０の構成を説明するが、以下の説明においてシール
ド掘進機１０の進行方向を、前方、前面などと称する。

【００１０】シールド掘進機１０は、シールド１１の前
面に設けられた円盤状のカッタヘッド１２を回転軸１３
を介して駆動モータ１４により回転させて切羽を掘削
し、かつ、送泥管１５から泥水を供給して隔壁１６と切
羽の間のチャンバ１７を加圧した泥水で満たすことによ
り、切羽の安定を図るとともに、掘削した土砂を泥水中
に取り込み、排泥水として排泥管１８を用いて流体輸送
を行うものである。なお、図１において、符号１９はシ
ールドジャッキであり、符号２０は構築されたトンネル
の覆工体である。また、符号２２、２２・・はカッタヘ
ッド１２の前面に取着された多数のカッタービットであ
る。

【００１１】本実施形態において、破砕手段３０はジョ
ークラッシャ、その他、油圧式の破砕機が好ましく、後
述するスクリューコンベアで搬送可能な程度に細かく破
砕することが必要である。

【００１２】破砕手段３０は、チャンバ１７内において
シールド１１の半径方向に設けられた油圧ジャッキ等の
スライド機構３１にアーム３２を介して接続されてい
る。アーム３２と破砕手段３０との接合部３３はピン接
合として、破砕手段３０が３６０度回転可能とする。ま
た、アーム３２の中間部には、水平・垂直方向の動きを
許容するヒンジ３４を設ける。なお、符号３５はマンロ
ックであり、作業員が万が一切羽に出る必要が生じた場
合に備えたものである。

【００１３】チャンバ１７の後方のシールド１１内には
スクリューコンベア４０を設け、その取入口４１はチャ
ンバ１７と接続され、排出口４２は仕切弁４３を介して
分離槽４５と接続されている。符号４４はスクリューコ
ンベア４０の駆動モータである。

【００１４】分離槽４５は、破砕片を貯留するのに十分
な大きさとし、分離槽４５の下部側壁には破砕片の取出
口４６を設ける。分離槽４５は、環流弁４７を介して排
泥管１８に接続されている。符号４８は分離槽４０の底
部近傍に設けた排泥水の排出弁である。

【００１５】続いて、このシールド掘進機１０における
支障物の撤去方法について説明する。シールド掘進機１
０の前方にＨ形鋼等の支障物Ｈが出現したら、その位置
を前方探査またはボーリング等により把握し、支障物Ｈ
の直前位置までシールド掘進機１０で前進し、シールド
断面内の支障物Ｈの位置を再確認する。

【００１６】図１は、カッタヘッド１２に設けられた図
示してない開口部から、破砕手段３０が切羽前方に突出
した状態を示しているが、シールド掘進機１０の通常掘
進時には、破砕手段３０はチャンバ１７内に格納され、
前記開口部は鉄板等により閉塞されており、磨耗等によ
る損傷から保護される。

【００１７】破砕手段３０は、アーム３２をスライド機
構３１に沿って移動させ、かつ、アーム３２の接合部３
３とヒンジ３４の角度を調整することにより、シールド
断面のあらゆる位置に移動させることができるから、支
障物Ｈがシールド掘進機１０のいずれの位置に出現して
も、これを破砕することができる。

【００１８】破砕手段３０によって細かく破砕された支
障物Ｈの破砕片はチャンバ１７内の泥水と一緒に、スク
リューコンベア４０の取入口４１から取り込まれ、分離
槽４５内に搬送される。分離槽４５内には破砕片が堆積
していき、一方、排泥水は開放状態の環流弁４７を経て
排泥管１８から図示してない泥水処理プラントへと環流
される。

【００１９】分離槽４５内に大量の破砕片が堆積した
ら、仕切弁４３と環流弁４７を閉鎖し、他方、排出弁４
８を開放して、分離槽４５内の排泥水を系外に排出した
後、取出口４６より破砕片を取り除く。分離槽４５内か
ら破砕片を取り出したならば、上記バルブ操作とは逆
に、取出口４６と排出弁４８を閉鎖し、仕切弁４３と環
流弁４７を開放した後、掘進作業または破砕作業を繰り
返す。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る泥水式シールド掘進機によ
れば、作業員が切羽へ出ることなく支障物をスムーズに
切断、撤去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】泥水式シールド掘進機の要部縦断側面図であ
る。

【符号の説明】

Ｈ 支障物 １０ シールド掘進機 １２ カッタヘッド １７ チャンバ ３０ 破砕手段 ４０ スクリューコンベア ４５ 分離槽

フロントページの続き (72)発明者 焼田 真司 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 直塚 一博 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カッタヘッド後方に設置した破砕手段に
   より該カッタヘッドの開口部を通してシールド前方に出
   現した支障物を破砕し、該破砕片を前記カッタヘッド背
   面に位置するチャンバ内の泥水を利用してスクリューコ
   ンベアで後方の分離槽へ搬送し、該分離槽にて破砕片を
   系外に取り出すとともに、泥水を循環処理系に戻すこと
   を特徴とする泥水式シールド掘進機における支障物撤去
   方法。