JPH1171986A

JPH1171986A - 到達立坑へのシールド掘進機の受入方法および到達立坑におけるシールド掘進機の受入部の構造

Info

Publication number: JPH1171986A
Application number: JP24753897A
Authority: JP
Inventors: Fumio Nakaoka; 史男中岡; Shigeru Watanabe; 繁渡辺; Yukinobu Yoshida; 透信吉田; Michiyasu Terada; 倫康寺田; Yoshio Fujikawa; 良男藤川; Yoshikazu Kido; 義和木戸; Masuhira Ooishi; 益平大石
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd; Kumagai Technos Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd; Kumagai Technos Co Ltd
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】厚さ寸法の小さい中空体の使用が可能で
ある、到達立坑へのシールド掘進機の受入方法および到
達立坑におけるシールド掘進機の受入部の構造を提供す
ること。【解決手段】到達立坑(10)内へのシールド掘進機(12)
の到達に先立ち、到達立坑の周囲地盤に貫通孔(14)と連
通可能であるように筒状の凍土(24)を形成し、また、到
達立坑内に貫通孔と連通可能であるように中空体(26)を
配置する。シールド掘進機はその推進により凍土(24)の
内壁面を掘削し、その後貫通孔(14)に通され、中空体(2
6)に受け入れられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中を推進される
シールド掘進機、特に大深度において地中を推進される
シールド掘進機の到達立坑への受入方法と、到達立坑に
おけるシールド掘進機の受入部の構造とに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、到達立坑の坑壁に設けられた貫通
孔を経て前記到達立坑内に受け入れられるシールド掘進
機と前記坑壁との隙間から前記到達立坑内への地下水お
よび土砂の流入を防止するため、シール装置が用いられ
ている（特開平６−１４６７７９号）。このシール装置
は、前記貫通孔と同軸に配置されかつ前記坑壁に固定さ
れたゴム製の環状のパッキングと、該パッキングの内周
縁部に沿ってその一方の面に取り付けられたゴム製の環
状の止水用エアチューブと、前記パッキングの内周縁部
に沿って他方の面の側に取り付けられたワイヤとを備え
る。

【０００３】前記シール装置によれば、前記シールド掘
進機が前記環状のパッキングを貫通するとき、該パッキ
ングの内周縁部が折り曲げられ、前記環状のエアチュー
ブが前記シールド掘進機の円筒状の周面に接する。前記
ワイヤは、前記パッキングの折り曲げられた内周縁部を
その周囲から締め付け、前記エアチューブを前記シール
ド掘進機の周面に押し付ける作用をなす。その結果、前
記シールド掘進機の周面と前記貫通孔の壁面との間が密
封される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、大深度の土
中を推進されるシールド掘進機を受け入れるための到達
立坑に前記従来のシール装置を適用する場合、前記シー
ルド掘進機の周面に対する前記エアチューブの押し付け
によっては、圧力の高い地下水および土砂に対する十分
な止水効果が得られず、前記到達立坑内への前記地下水
および土砂の流入を阻止できないという懸念がある。

【０００５】そこで、前記シール装置に代わるものとし
て、前記到達立坑内にその坑壁の貫通孔に連通する開口
を有する例えば筒状の中空体を配置し、該中空体内に前
記シールド掘進機を受け入れることが考えられる。

【０００６】ところで、大深度下においては、前記中空
体は前記貫通孔を通してその内面に地下水の大きい圧力
を受ける。したがって、前記中空体は高水圧に耐え得る
強度を有するもの、具体的には厚さ寸法の大きいもので
なければならない。しかし、厚さ寸法の大きい中空体は
重量が大きく、その取り扱いが不便である。このため、
前記到達立坑内への前記中空体の搬入、前記到達立坑内
への設置等が容易でない。

【０００７】本発明の目的は、厚さ寸法の小さい中空体
の使用が可能である、到達立坑へのシールド掘進機の受
入方法および到達立坑におけるシールド掘進機の受入部
の構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、到達立坑内に
その坑壁に設けられた貫通孔を経て到達するシールド掘
進機の前記到達立坑への受入方法および構造、並びに、
到達立坑内に、その坑壁の一部を掘削し、掘削により穿
たれた貫通孔を経て到達するシールド掘進機の前記到達
立坑への受入方法および構造に向けられている。

【０００９】前記貫通孔の形成が前記シールド掘進機の
掘削によらない前者の方法および構造にあっては、前記
到達立坑内への前記シールド掘進機の到達に先立ち、前
記到達立坑外に前記貫通孔と連通可能である筒状の凍土
を形成し、また、前記到達立坑内に前記貫通孔と連通す
る開口を有する中空体を設置する。その後、前記シール
ド掘進機を推進させて前記凍土の内壁面を掘削し、前記
貫通孔を経て、前記中空体内に受け入れる。

【００１０】また、前記貫通孔の形成が前記シールド掘
進機の掘削による後者の方法および構造にあっては、前
記到達立坑内への前記シールド掘進機の到達に先立ち、
前記到達立坑外に、周囲地盤の一部を凍結させて、後に
形成される貫通孔と連通可能である筒状の凍土を形成
し、また、前記到達立坑内に、後に形成される貫通孔と
連通可能である開口を有する中空体を配置する。その
後、前記シールド掘進機を推進させて前記凍土の内壁面
を掘削し、前記坑壁の一部を掘削し、前記中空体内に受
け入れる。

【００１１】いずれの場合においても、さらに、前記坑
壁と前記シールド掘進機との間を密封し、その後、前記
中空体を撤去することができる。また、前記凍土の内壁
面を掘削するに先立ち、前記中空体の内部に中詰を充填
することができる。

【００１２】

【発明の作用および効果】本発明によれば、地中を推進
されたシールド掘進機は、到達立坑外に予め形成された
筒状の凍土の内壁面を掘削し、前記坑壁の貫通孔または
該坑壁を切削することにより形成される貫通孔を経た
後、前記中空体内に受け入れられ、これにより到達立坑
内に達する。

【００１３】本発明にあっては、地盤中に前記貫通孔と
連通可能である凍土すなわち前記シールド掘進機による
掘削の結果前記貫通孔と連通する凍土を設けたことか
ら、周囲地盤中の地下水圧は、前記凍土と前記シールド
掘進機との間の小さい隙間を通してまた前記凍土の長さ
の距離をおいて前記中空体に及ぼされる。このため、前
記中空体が受ける圧力は小さい。このことから、前記中
空体は、該中空体のみでは前記シールド掘進機の推進深
度における地下水圧に耐えることができない強度すなわ
ち薄い厚さ寸法を有するものの使用が可能である。肉厚
の小さい中空体は軽量であり、このため、その取り扱い
が容易であり、前記立坑内への前記中空体の設置を容易
に行うことができる。また、前記中空体内を中詰で満た
すときは、前記中詰が実質的に前記中空体と一体をな
し、前記中空体の肉厚を規定し、前記中空体を補強す
る。

【００１４】前記中空体内にシールド掘進機を受け入れ
た後、前記坑壁と前記シールド掘進機との間を密封する
ことにより、前記到達立坑の内部と外部とを遮断するこ
とができ、その後、前記中空体を撤去することができ
る。この遮断は、前記坑壁と前記シールド掘進機との間
の隙間に存在する地下水および土砂を凍土となし、か
つ、前記到達立坑の内部と前記隙間との連通をプレート
で遮断することにより行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、地中に設置さ
れた立坑（到達立坑）１０と、立坑１０に向けて地中を
推進されるシールド型トンネル掘削機すなわちシールド
掘進機１２とが示されている。立坑１０には、地中を推
進され地盤を掘削したシールド掘進機１２を受け入れる
ための受入部１３が設けられている。

【００１６】図示の立坑１０は地中に沈下されたコンク
リート製、鋼製等のケーソンにより規定され、その側壁
が坑壁１６をなす。坑壁１６には、シールド掘進機１２
のための受入部１３の一部を規定する貫通孔１４が設け
られている。坑壁１６の下方の側部を貫通する貫通孔１
４は、シールド掘進機１２の通過を許す大きさ（直径）
を有する。シールド掘進機１２は貫通孔１４を経て立坑
１０内に受け入れられ、これに到達する。

【００１７】貫通孔１４は、立坑１０内において坑壁１
６の一部を切除することにより形成される。貫通孔１４
の形成に先立ち、立坑１０の外部に、貫通孔１４と連通
可能である後記筒状の凍土２４を形成する。これによ
り、貫通孔１４の形成の際における立坑１０内への地下
水および土砂の流入を防止することができる。

【００１８】前記貫通孔は、推進中のシールド掘進機１
２がその前面のカッタ２０で前記坑壁の一部を切削する
ことにより形成される場合がある。この場合には、前記
坑壁の一部１８がカッタ２０によって切削できる骨材を
含むコンクリート部材、いわゆるノムスト(NOMST=Novel
Material Shield-cuttable Tunnel-wall System) 部材
で形成される。

【００１９】シールド掘進機１２の後方にはこれに引き
続いて、シールド掘進機１２により掘削されたトンネル
の壁面を覆うトンネル覆工２２が配置されている（図２
および図３参照）。

【００２０】図示のトンネル覆工２２は多数の覆工セグ
メントを円筒状に組み立ててなり、シールド掘進機１２
は、そのシールドジャッキ（図示せず）の操作により、
トンネル覆工２２に反力を担わせて推進される。前記ト
ンネル覆工は直列に接続された多数の管からなるもので
あってもよい。この場合、前記シールド掘進機は発進立
坑（図示せず）に設置された液圧ジャッキの推進力を前
記管に及ぼすことにより、前記管と共に地中を推進され
る。

【００２１】本発明においては、シールド掘進機１２が
立坑１０に到達するに先立ち、立坑１０の外部の周囲地
盤中に凍土２４を形成し、また、立坑１０内に中空体２
６を設置する。凍土２４および中空体２６は、シールド
掘進機１２のための受入部１３の一部をなす。凍土２４
の形成および中空体２６の設置はいずれを先に行っても
よい。

【００２２】凍土２４は、貫通孔１４の周りに互いに間
隔をおいて配置され坑壁１６を経て立坑１０の内部から
その外部の周囲地盤中へ水平方向に伸びる複数のパイプ
２８に冷媒を送り、該パイプ中を循環させることにより
形成される。各パイプ２８への前記冷媒の供給は、地上
に設置された供給設備およびこれに接続された導管（図
示せず）を介して行われる。

【００２３】パイプ２８に冷媒を循環させると前記周囲
地盤中の地下水が凍結され、これにより、貫通孔１４よ
り小径の内壁面と、貫通孔より大径の外壁面とを有する
円筒状の凍土２４を形成することができる。坑壁１６か
ら突出するパイプ２８の長さは、形成すべき凍土２４の
長さ寸法を考慮して定められる。

【００２４】図示の中空体２６は一端開放の筒状部材、
例えば鋼製の１つの開口を有する円筒部材からなる。前
記円筒部材（以下、便宜上、これに符号２６を付す。）
は、シールド掘進機１２の一部を受入可能である空間を
規定する。より詳細には、円筒部材２６はシールド掘進
機１２の一部をその軸線方向に挿入可能である内径と長
さ寸法とを有する。

【００２５】図２に示すように、円筒部材２６は貫通孔
１４と同軸に配置されその開放端部（開口部）３０にお
いて貫通孔１４の周縁部を取り巻き、例えば溶接によ
り、あるいはフランジ継手およびパッキン（図示せず）
を介して、坑壁１６に液密に固定されている。これによ
り、円筒部材２６は貫通孔１４と連通している。円筒部
材２６は比較的薄い肉厚を有し、このため、軽重量であ
り、円筒部材２６の立坑１０内への搬入および設置が容
易である。

【００２６】立坑の坑壁１６の一部がノムスト部材１８
で形成され、シールド掘進機によるノムスト部材１８の
一部の切削により前記貫通孔が形成される場合にあって
は、円筒部材２６を前記貫通孔の形成予定部分であるノ
ムスト部材１８に対して同軸に据え、溶接により、ある
いはフランジ継手およびパッキン（図示せず）を介し
て、坑壁１６に液密に取り付ける。円筒部材２６は、前
記貫通孔が後に形成されるとき、該貫通孔と連通する。

【００２７】円筒部材２６の開放端部３０の周囲は、貫
通孔１４の周縁部を補強するためのコンクリート製、鉄
製等の環状部材３２に取り囲まれている。環状部材３２
は坑壁１６に液密に固定され円筒部材２６の開放端部３
０の周面に接している。また、円筒部材２６の開放端部
３０に相対する閉鎖端部と坑壁１６の側面との間には複
数のジャッキ３４を含む反力受け部材３６が配置されて
いる。

【００２８】円筒部材２６の内部には、好ましくは、中
詰３８を充填する。中詰３８は円筒部材２６と一体をな
し、これにより円筒部材２６の肉厚が実質的に増大さ
れ、円筒部材２６が補強されている。円筒部材２６は、
このため、大きい耐圧強度を有する。中詰３８は、シー
ルド掘進機のカッタ２０により切削可能である材料、例
えば、モルタル、補強繊維混入モルタル、土と水との混
合物、補強繊維混入の土と水との混合物等からなる。

【００２９】図２に示すように、推進中のシールド掘進
機１２は凍土２４の内壁面を掘削した後、立坑１０の貫
通孔１４内に達し、さらに、円筒部材２６内をその軸線
方向に進められる。シールド掘進機１２の掘削作用によ
り、円筒部材２６内の中詰３８の一部が除去される。円
筒部材２６内におけるシールド掘進機１２の推進は、そ
の前端部であるカッタ２０が円筒部材２６の閉鎖端部の
直前に達するまで行う。

【００３０】その結果、シールド掘進機１２の一部、図
示の例ではほぼ前半部が円筒部材２６内に受け入れられ
る。このとき、円筒部材２６は貫通孔１４の孔壁面とシ
ールド掘進機１２との間に侵入した地下水および土砂に
より圧力を受ける。この圧力の大きさは、立坑１０への
シールド掘進機１２の到達深度すなわちシールド掘進機
１２の受入口である立坑の貫通孔１４の深度が大きいほ
ど大きい。しかし、凍土２４の存在のために立坑１０の
外部から円筒部材２６までの間に距離がありまた凍土２
４とシールド掘進機１２との間の隙間が狭小であること
から、円筒部材２６が受ける地下水圧は、凍土２４を設
けない場合と比べて著しく小さい。

【００３１】このため、比較的薄肉で軽量の円筒部材２
６であっても、シールド掘進機１２による前記凍土また
は中詰の掘削の前後にわたり、外部の高地下水圧によっ
て破壊されることなく、これに耐えることができる。こ
れにより、立坑１０へのシールド掘進機１２の受入に伴
う立坑１０外から該立坑内への地下水および土砂の流
入、すなわち円筒部材２６内から立坑１０内への前記地
下水および土砂の漏出が防止される。

【００３２】前記貫通孔がシールド掘進機１２の掘削に
より形成される前記他の例にあっては、シールド掘進機
１２は、これが坑壁１６の一部１８の切除により貫通孔
１４を穿った直後、前記したと同様に中詰３８の掘削を
開始する。

【００３３】その後、坑壁１６とシールド掘進機１２と
の間の隙間、より詳細には貫通孔１４の孔壁面および環
状部材３２の内周面とこれらを貫通するシールド掘進機
１２のシールド本体との間の隙間を密封する。

【００３４】図示の例では、前記隙間にモルタル４０を
注入し、その固化を待って密封することができる。これ
により、円筒部材２６の内部が外界（立坑１０の外部）
から遮断される（図４参照）。

【００３５】図示の例では、さらに、立坑１０の内部と
前記隙間との連通を遮断するプレート４２が設置されて
いる。プレート４２は、全体に環状を呈し、Ｌ形の横断
面形状を有する。プレート４２は、後記切断後の円筒部
材の残部４６と、シールド掘進機１２のシールド本体と
の間を放射方向へ伸びる一片部と、該シールド本体に接
しその軸線方向へ伸びる他片部とからなる。プレート４
２の前記一片部および他片部はそれぞれ円筒部材の残部
４６と前記シールド本体とに溶接されている。

【００３６】前記隙間の密封後、環状部材３２の開口面
に沿って円筒部材２６を輪切り状に切断し、その開放端
部を含む後部４６を残してその閉鎖端部を含む前部を撤
去し、さらに、シールド掘進機１２のカッタ２０を前記
シールド本体から取り外してこれを撤去する（図３およ
び図４）。その結果、前記シールド本体の立坑１０の内
部と、前記シールド本体の内部およびこれに連なる覆工
２２の内部とが連通する。

【００３７】その後、パイプ２８を環状部材３２の端面
位置で切断して立坑１０内から撤去する。環状部材３２
および坑壁１６内に残されたパイプ２８の残部には、モ
ルタルのような充填剤４８を充填する。

【００３８】充填剤４８の充填後、円筒部材２４の反力
受け部材３６を撤去する。

【図面の簡単な説明】

【図１】シールド掘進機が到達する前における到達立坑
の縦断面図である。

【図２】シールド掘進機が坑壁の貫通孔を経て中空体の
内部に達したときの到達立坑の縦断面図である。

【図３】中空体の一部の切除、シールド掘進機のカッタ
の除去等後における到達立坑の縦断面図である。

【図４】図２の一部の拡大図である。

【符号の説明】

１０到達立坑１２シールド掘進機１４貫通孔１６坑壁２４凍土２６中空体３８中詰

フロントページの続き (72)発明者吉田透信大阪府大阪市都島区片町２丁目10番５号株式会社熊谷組大阪支店内 (72)発明者寺田倫康大阪府大阪市都島区片町２丁目10番５号株式会社熊谷組大阪支店内 (72)発明者藤川良男大阪府大阪市都島区片町２丁目10番５号株式会社熊谷組大阪支店内 (72)発明者木戸義和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)発明者大石益平愛知県豊川市穂ノ原２丁目１番地熊谷テクノス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】到達立坑内にその坑壁に設けられた貫通
孔を経て到達するシールド掘進機の前記到達立坑への受
入方法であって、前記到達立坑内への前記シールド掘進
機の到達に先立ち、前記到達立坑の周囲地盤の一部を凍
結させることにより前記貫通孔と連通可能である筒状の
凍土を形成し、また、前記到達立坑内に１つの開口を有
する中空体を前記貫通孔と連通するように設置するこ
と、前記シールド掘進機を推進させて前記凍土の内壁面
を掘削し、前記貫通孔を通して前記中空体内に推進する
ことを含む、受入方法。
【請求項２】到達立坑内に、その坑壁の一部を掘削
し、掘削により穿たれた貫通孔を経て到達するシールド
掘進機の前記到達立坑への受入方法であって、前記到達
立坑内への前記シールド掘進機の到達に先立ち、前記到
達立坑の周囲地盤の一部を凍結させることにより、前記
貫通孔が形成されたときに該貫通孔と連通可能である筒
状の凍土を形成し、また、前記到達立坑内に１つの開口
を有する中空体を前記貫通孔と連通するように設置する
こと、前記シールド掘進機を推進させて前記凍土の内壁
面および前記坑壁の一部を順次に掘削し、前記シールド
掘進機を前記中空体内に推進することを含む、受入方
法。
【請求項３】さらに、前記坑壁と前記シールド掘進機
との間を密封すること、その後、前記中空体を撤去する
ことを含む、請求項１または２に記載の受入方法。
【請求項４】前記凍土の内壁面を掘削するに先立ち、
前記中空体の内部に中詰を充填する、請求項１または２
に記載の方法。
【請求項５】到達立坑におけるシールド掘進機の受入
部の構造であって、前記シールド掘進機の通過を許す貫
通孔が設けられた前記到達立坑の坑壁と、前記到達立坑
の周囲地盤の一部を凍結させることにより形成され前記
貫通孔と連通可能である筒状の凍土と、前記到達立坑内
に設置され前記貫通孔と連通する１つの開口を有する中
空体とを含む、到達立坑の受入部の構造。
【請求項６】到達立坑におけるシールド掘進機の受入
部の構造であって、前記シールド掘進機による掘削によ
り貫通孔が穿たれる前記到達立坑の坑壁と、前記到達立
坑の周囲地盤の一部を凍結させることにより形成され
た、前記貫通孔が穿たれたときに該貫通孔と連通可能で
ある筒状の凍土と、前記到達立坑内に設置された、前記
貫通孔が穿たれたときに該貫通孔と連通可能である１つ
の開口を有する中空体とを含む、到達立坑の受入部の構
造。
【請求項７】さらに、前記中空体の内部に充填された中
詰を含む、請求項５または６に記載の構造。