JPS60141995A - シ−ルド掘進における来進掘削工法およびそのための掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業にの利用’ｙｊ！Ｉ！Ｊ’　） 本発明はン　ル１：掘進におＬ′Ｊる曲、ａ掘削Ｉ法お
よびそのための掘進機に関する。これは、リング状に絹
め立てられた型枠とテールプレートとの間に、ライニン
グ材を１１設してトンネル壁を構築するシールド掘進工
法の曲進掘ｉ’ｌｌｌの分野で利用されるものである。

（従来技術） 掘削されたトンネル内面にセメンＩ・などのライニング
材でトンネル壁を構築する際、予め分邦１して製作され
た型枠をリング状に組立て、型枠とシールド本体のテー
ルプレー　１・との間にライニング材を打設し、その固
化後に型枠を外し２７１〜ン不ル壁を形成しながら掘進
するシールド掘進工法がある。このようなシール１：掘
進上法におりるシ　ルド掘進機の曲進掘削手順の１つに
以下のものがある。まず、ライニング材Ａを打設部−Ｚ
）Ｉリンク幅をシールド本体で掘削した後、テールプレ
ー　１、内の空間に、ライニング用型枠をリンク状に組
め込む。

そして、型枠リングとテールプレー　１・との間にスチ
ールフブイハを混入さ−ｕ′Ｃ補１）４１を図−１た極
甲強セメントを打設すると共に、注入されたライＪ−ン
ク４４を型枠リングとテールプレー　１・の間を進退す
るジヤツキでもって機軸方向に押圧し、う・イニーング
＋Ａの稠密化と固化の促進を図る。ライこ一ンク利が固
化ずれば型枠を取り外し、曲進するとき外側となるシー
ル１・′シャソニＶを１中長してライニング材を片押し
、掘進反力をとりなからシールド本体を曲進させる。

このような工法によれば、ライニング材が固化した後で
なければ掘進することができ一３゛、また、シールド本
体が曲進する際、曲進前に打設されたライニング材がテ
ールプレー１・の傾動により内方に押しつぶされて変形
したり、ライニング材の厚めが局部的ＧこＡしくなった
りする問題がある。

これを解消したものとして、ライニング材の打設部にブ
ツシュロッドを機軸に平行に縦通さ一已、リング状に組
み立゛Ｃられた型枠リング内にライニング材を打設した
後、曲進するとき外側となる位；ｉう１に１１設されて
いるプツシ−Ｊ４（トッドにシールドジヤツキを片押し
て掘進反力をとる工法がある。これ番、！、う・イニン
グ祠が固化していない状態においても掘進することがで
きるので、ライニング材とし、て早強セメン；〜や普通
セメントを使用することができ、安価なライニング材で
もってしかも工期の短ｔｉｍを図ることができる。しか
しながら、片側のプ、ソツ、１１ッ＋ＳｆＪ＜掘進反力
により押圧されたとき弾性変形により縮め、既設の固化
したライニング刊が崩壊したり、また、反力を開放した
ときライニング材が変形する問題がある。さらに、その
際のブツシュロッドの縮小により、所定の曲進方向への
シールドジヤツキの伸長量の調整が繁雑となる問題もあ
る。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題を解決するために１４されたもので
、そのｌ」的は、リング状に絹め立′ζ”られた型枠と
テールプレー１・との間にライニング材を打設してトン
ネル壁を構築しながらシールド掘進する工法において、
打設された後固化していないライニング材を変形または
崩壊さ・ｌることなく曲進掘削することができるシール
ド掘進における曲進掘削工法およびそのための掘進殿を
（に供することである。

〔発明の構成〕

本発明の特徴を第１図に基づいて説明すると以下の通り
である。

第１の発明は、リング状に組め立−ζられた型枠２４と
テールプレー１・８　ａとの間に、ライニング材３９を
打設してトンネル壁を構築するシール（・掘進工法にお
いて、全シールドジヤツキ１９を同等量伸長させ、型枠
リング２４Ｂの全体で掘進反力をとりつつ１リング幅の
距離を直進形態でＪｌｊｉ削すると共に、地山の所定開
所をオーバカットする工程、掘削完了後にシールドジャ
・ツキ１９を退避させ、グリッパ２Ｉまたは２６でもっ
てシールド本体８を所定角度に傾動させる工程、傾動さ
れたテールプレー１８８と平行となるよう機軸８ｂ方向
に寸法が異なりかつ傾斜した接続面を有する型枠２４Ｃ
を、テールプレー）８ａ内でリング状に組み立てるＩ−
程、シールドジヤツキ１９を伸長してプレスリング２０
を型枠リンク２４Ｂの前端面に当接さ一１１型枠リング
２４Ｂとテールプレート８ａとの間にライニング材３９
を打設する工程、型枠リング２４　Ｂの真円保持を維持
し、シールｌ−ジヤツキ１９を＋Ｉ１１　、＋＝してプ
レスリング２０を型枠リング２４Ｂに押圧する工程、を
順次繰り返ずシルト掘進における曲進掘削工法である。

第２の発明は、リング状Ｇこ組め立てられた型枠２４と
テールプレート１３ａとの間に、ライニング＋、１’３
９を打設してＩ・ンネル壁を構築するシールド掘進機に
おいて、地山９をオーバカットするため、カッタディス
ク１の半径方向に進退自在に設けられたコピー弐オーバ
カッタ装置７と、リングガーダ１８前方のシールド本体
８で、その半径方向に進退自在に設けられた地山押圧用
グリッパ２１と、リングガーダ１８後方のテールプレー
ト８ａ内で、シールドジヤツキ］９の伸縮に伴って前後
方向に移動するプレスリング２０と、リングガーダ１８
にザボート２２を介して本体機軸８ｂに平行に固着され
た円筒状リング２３と、円筒状リング２３の後部におい
て半径方向に伸縮して既設型枠２４ａを押圧する型枠抑
圧用グリッパ２６と、を具備するシールドＩ屈進（幾で
ある。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例Ｑこ皓づい゛ζ詳細に説明す
る。

第１図は本発明のシールド掘進］二法を実施するために
使用されるシールド掘進機の１実施例の断面図で、リン
グ状に＆ｉ１．ｔめ立てられた型枠とテールプレートト
とのｌ１ＪＩ　＆こライニング材を＋Ｉ’　ｎ’ｔ　Ｌ
７てトンネル壁を構築する泥水式シールド掘進機である
。図中、１は、／ｌＩｒ　Ｉ王モータ２からの動力がピ
ニオン３、リングギヤ４を介して伝達されて回転するカ
ッタディスクで、その前面に多数固着されているカッタ
ビット５によって切羽６を掘削するものである。

カッタディスク１内の７は曲進掘進時にシールド本体８
測周部の地山９をオーバカットするコピーｊ、（オーバ
カッタ装置で、第２図に示すように例えば３個所に設６
Ｊられ、カッタディスク１の回転に伴うシリンダ７Ａ（
第１図参照）の伸縮により進退し、曲進する側にシール
ド本体８の傾動を可能Ｃ＝する空間を形成するものであ
る。このような力ソクディスク１は、その駆動ドラム１
ａにおいてシールド本体Ｂに固設された軸受台１０との
間に介在されているメタルＩＩにより支承されている。

一方、バルクヘッド１２と駆動ドラム１ａとの間に４Ｊ
シ＝ル材１３が介在され、カンフチャンバ１４内の水密
が図られている。このバルクヘッド１２には、これを貫
通するように送泥管１５、排泥管１６がそれぞれ設置さ
れ、さらには、カンフチャンバ１４内に撞き込まれた十
砂を撹拌してその流動を促進するアジテータ１７が設け
られている。

１８はシールド本体８を補強ｊ゛るリングガ　ダで、こ
れを貫通してシールドジヤツキ１９が第３図に示すよう
に複数個設置ｒＪられている。シールｌ−ジヤツキ１９
はこのリングガ　ダ１８の後方でそのピストン口、ッｔ
”　Ｌ　９　ａが伸縮するようになっていて、その先端
に押圧シューＩ　９　ｂが取り付４Ｊられている。そし
て、その後方にばプレスリング２０かう一−ルプレート
８ａ内で第４図に示ず目−９２０？３により移動自在に
設置され゛（いる。ごの−）°レスリング２０ばシール
ドジヤツキ１９の伸縮１に伴っ′（ビン２１ｂを介して
前後方向に移動し、ソ　ルトジャ、キ１９か伸長したと
き後述する型枠２４に当接してライニングに７１’　３
　’ｌの打設空間を閉１［二ツると共に、シール１′本
体３（がシールドジヤツキ１９の伸長によって掘進する
際の反力を型枠２４に伝達するものである。２１はリン
ク力　ダ１８ｏ）前方のシールド本体８の半径方向に進
退自在に設りられた地山押圧用グリッパで、十’Ｆ、左
１１または斜め方向の曲進を１ｉＪ能とするため、例え
ば第５図に示すように４１１Ｍ所に設置され、シリンダ
２１Δの伸縮により進退するようになっている。２２は
リングガーダ１８に固着されているサポートで、第３１
２１に示すようにシールド一本体８内で作業者が移動し
たり各種装着品を設置することができるようＧこ、−）
′−ム状となっている。このサポート２２Ｇこし３（、
第１図に示ずよ・うにシールド本体８の機軸８Ｉ）に平
ｊ−５な円筒状リンク２３が固着され、その中空部２：
３ａには送泥管１５、排泥管１６やその他部■」、ボ　
スなどが後プ）に延設されている。この円筒状リング２
３には、型枠２４をリング伏にＫ、１）ゐイ１４てるた
めに回転および前後移’１ｉｌＪするエレクタ装；６２
５や抜力の既設型枠を保持したり曲進時にシバ川・本体
８を（ＶＩ勅さ−Ｕる型枠押圧用グリッパ２にが装着さ
れている。なお、必要に応じてその後端ｒｆｌｓに（よ
、円筒状リング２３がサボ−１・Ｚ２で片持ち状態とな
るような場合に、支える伸縮自在の々二ｌ１１．ｌｌ　
２フカ福安；匠されている。コーレクタ装置２５６よ円
筒状リンクｚ３の外因で回転する外筒体２Ｂと、この外
筒体２８の」二で前後方向に摺動するドラム２９および
第（ｊ図に示すシリンダ３０の伸縮によりシールド本体
８の半径方向に移ｉＩＪ＋する円弧状の型枠組み立て用
エレクタ３１とからなる。なお、外筒体２８の一＝・端
には、これを円↑Ｊｌ状リング２３０周りで回転させる
ためのりングギ−１・３２が固着され、これに噛み合う
ピニオン３３を駆−１すＪするむ一夕３４が円筒状リン
グ２３に固設されζいる。

また、外筒体２８にはドラム２９をビスＩ〜ン１コツト
３５ａの伸縮により変位さモるシリンダ３５が固設され
ている。エレクタ３１には型枠２４を閲む図示しないチ
ャソキンク部が内）截されていると共に、テールプレー
トＢ　ａ内でリング扶ＱＪ、に１１の立てられた型枠２
４を真円に保持−〕る円弧状のシュー而３１ａ　（第６
図参照）が形成され−（いる。

このような構成のシールド掘進１ヨ■によれば、以下の
ような工程を経てｌ・ンネル壁を構築し２なから曲進１
屈削することができる。

第７図（ａ）に示すように、全シールｌ゛シ、トノギ１
９を同等量伸長させ、型枠リング２４△の全体で掘進反
力を取りつ−９１リング幅の距離を直進（屈削する。こ
のとき、カッタディスク１内のコピー１（オーバカッタ
装置７のカッタピノｌ−７Ｂ＜第２図参照）を、カッタ
ディスク１の回転に伴っ°ζ伸縮するシリンダ７Ａによ
り地山９に進退させ、曲進する方向の内側となるシール
ド本体８の下方の部分にオーハカソトシ７た空間３Ｇを
形成する。

１リング分の直進掘削完了後に、ソールＦジヤツキ１１
１を退避させ、かつ、型枠組め立て用エレクタ装”（ｌ
　２５のシリンダ３０（第６図参照）を縮小１、て工し
・フタ３Ｉによる型枠２４ｂの真円保持を解除した後、
第５図に示ずように下方曲進の外側となる一Ｉ一部の地
山９を押圧する地山抑圧用グリ。

バ２１ａを、そのシリンダ２１Δの伸長により進出さ−
Ｕ、地山９で反力を受りさ−Ｕでシールド本体８をオー
バカッｌ−空間３６方向に傾動させる。これと同時に、
円筒状リング２３に装着された型枠押圧用グリッパ２Ｇ
のうち曲進方向の内側に位置するシリンダ２ＧＡを第８
図のよ・うに伸長し、円筒状リング２３を傾動腕とする
ようにしてサポート２２、リンクガーダ１８を介してシ
ールド本体８の傾動を助勢する。その結果、第７図（ｂ
）に示すようにシールド本体本体８がトンネル輔３７に
ス１して下方に傾斜する。次に、第７図（に）に示すよ
うに、外筒体２８に固着されているシリンダ（）５　（
第１図参照）を伸長するごとに、１、リエＬ・フタ３１
をサボ−１・２２のｉ！Ｌｌ＋までｒｉｉ＋進させ、こ
の状態で円弧状の鉄筋カゴ３８と一体化された新た名覧
′分割型枠２４Ｃを順次チャ・ノキンクして、１す；勅
されたテールプレー　１・８ａと平行“となるよ・う輔
力面に寸法が異なりが一つ回♀ミ１；−た接＆に而を自
Ｊる型枠２４ｃを、ゾールプレ　１・）（，１内てリン
ク状Ｑ、二絹み立てる。鉄筋カゴ３８は詳細にロ、障１
示しないか縦横に配置された複数本の鉄筋か溶接などに
よ乙゛）円弧状のカコ体に予め組めηてられていて、シ
ルト本体Ｂが掘進している間に型枠２４　Ｃにボルトな
どにより一体化される。型枠２４は１リングにおいて分
割されて予め製作された鉄板製の箱であり、ライニング
＋Ａ３９が固化ずれぽ、トンイ、月壁より取り外され”
Ｃ新しいリングの形成のために再使用される。エレクタ
ａ　ｌによりごの分Ｎｆ！Ｉされた鉄筋カゴ３８と型枠
２４とが一度にチャソギングされ、エレクタ装置２５の
トラム２９（第１図参照）がモータ３４で回転されて所
定の周方向に移動されると、シリンダ３０が伸長してト
ンネル内面に絹の込まれる。鉄筋カゴ３８は１リングに
おいてほぼ等分された同一・の形状であるが、型枠２４
１２；Ｉ例えばその組み込み位置、組み込み順に応しζ
その形状が第６図のように異なっている。鉄筋カコ３８
と型枠２４とが一体化されて順次組み込；Ｉ：れると、
次に、第７図（ｄ）ζに示すように、絹み立てられた型
枠２４ｃの内面をエレクタ３１゛で（呆１）するゾこめ
、ｊニレフタ装；在２５のシリンダ３０（第６図参照）
を伸長して固定し、型枠２４ｃで形成された型枠リング
２４１３の真円保持を図る。

これと共にシールドジヤツキ１９をやや伸長してプレス
リング２０を型枠２４ｃの１１１１端而に当接さ−已、
例えは、型枠２４に開にＩされている図示しないライニ
ング材注入穴より型枠リング２４Ｂ内にライニング＋４
３９である普通セメントまたは早強セメントを打設する
。その後、既設型枠２４ａを押圧している型枠押圧用グ
リッパ２６を縮小し′ζシールド本体８の移動を可能し
、シール１シヤ。

キ１９を伸長してプレスリング２０を型枠２４Ｃに押圧
する。そして、地山押圧用グリッパ２１を退避させた後
、その型枠リング２４１３て反力をとりながら第７図（
ｅ）のように全シールトソヤソキ１９を同等量伸長し、
第７図（ａ）と同様にして１リング幅の距離の曲進掘削
を直進掘削と同様の形態で行なう。このような工程が順
次繰り返えされて、第９図に示すような所定の曲進上ｉ
￥となる曲ったトンネル壁が形成される。以上の作動は
シールド本体がＴ方に曲進する例であるか、十カ、左右
および斜め方向に曲進する場合も、それぞれのグリッパ
２１．２６の進出方向とその進出量が相互に調整される
ごとによって、同様に行なわれる。

上述の作動によれば、打設されたライニング＋１が固化
していな（でも、全型枠で曲進掘削の掘進反力を受ける
ことができ、ライニング４Ａが固化するまでの間掘進作
業を待機さ・ｌる必要はないし、ライニング材に高（ｉ
ｌｌｉな極早強セメントを用いる必要もない。また、ラ
イニング＋Ａの打設はシールド本体が傾動してから行な
われるので、曲進によるテールプレー　１・の傾斜でラ
イニング材が変形するといったごとが回避される。

上述の実施例は泥水式シール１ζ掘進機を例にして述べ
たが、土庄バランス式の掘進機など機械式のもので、Ｆ
）っても、また、手掘り式シールド掘進機であっても適
用することができる。また、カッタディスクについても
例示の周辺支持構造のものに限らず、中間支持やセンタ
ドライブ構造のものにも適用できることは言うまでもな
い。

〔発明の効果〕

以上のｉ工細な説明から１゛するように、本発明におり
ろシール１掘進におりる曲進掘削工法およびそのための
掘進機によれＩｆ　、ライニング月を１設したｌｌ″Ｉ
後においても全型枠に掘進反力を作用させてシールドジ
ヤツキを同等量伸長することにより、直進掘削吉同様の
形態で曲進掘削することができる。その結果、シールド
ジャツギのジヤソキワ−りが節ｒｉχとなると共に、ラ
イニング利には反力が作用しないのでそれが崩壊するこ
とはない。また、リング状となっている型枠の全部で反
力を取り、型枠に作用する力が分散されるので、その面
■−が低くなって曲進時においても型枠の変形が極めて
少なくなる。したがって、ライニング利の変形も少な（
なって安定したライニング材の固化を実現できる。加え
て、ライニングＨの打設はシールド本体の傾動後に行な
われるので、ライニング利が曲進の度に傾動するテール
プレー１と］−渉することなく、ライニング材の変形を
回避できる。また、シ　ルド掘進機には地山押圧用グリ
ッパと円筒状リングの軸方向長さを（すＩ！１７１Ｊ腕
と］る型枠押圧用グリッパを設りているので、曲進に先
ｉ′Ｌらソ　ルト本体を傾動させることが極めて容易と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するシールド掘進機の１実
施例断面図、第２図は第１図の［１１１線矢視図、第３
図は第１図のＩＩＩ　−ＩＩＩ線矢視断面図、第４図は
第１図のＴＶ　−ｒＶ線矢視断面図、第５図６３１、第
１図のＶ　−Ｖ線矢視断面図、第６図は第１図のＶｌ　
−Ｖｌ線矢視断面図、第７図（ａ）〜（（≧）はシール
１；掘進工法におＬＪる曲ｉ■の各工程を示す概略断面
図、第８図は第１図の■−■線矢視断面図、第９図は曲
進により形成されたトンネル壁の断面図である。 １−カッタディスク、７−コピ一式オ　ハカソタ装置、
８−シールド本体、８，３　テールプレト、８ｂ一本体
機軸、９　地山、１８　リングガーダ、１９　シールド
ジヤツキ、２０　プレスリング、２１−地山押圧用グリ
ッパ、２２　ザボ−１・、２３　円筒状リング、２４．
２４ａ〜２４ｃｍ−−型枠、２４Ａ、２４Ｂ　型枠リン
グ、２Ｇ型枠押圧用グリツパ、３９　ライニング祠特許
１旧頭人　川崎重１１業株式会社 代理人　弁理士　告利勝俊（ばか１名）−Ｉ−続　袖　
＋ｌ：　１８３（自　発）昭和５９４１２月シ）１１ Ｊｌ“？　Ｒ’ｌ庁長官殿 ２、発明の名称 シ　ルＦｌ屈進４．Ｚおりる曲進掘削Ｊ／Ｉ、およびそ
のための掘進機 ：３．抽１１−を４−る者 ＢＢ件との関係　特蟲′１出願人 代−Ａ−者　ＩＱ　谷　川　５＋１・　ｔｌ（。 ４、代理人 氏　名　弁理＋Ｏｆ４．５９）占　利　１１２Ｆ　！’
ｌ袂：　１゛。 住　所　同　ノリ「　□

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）リング状に組み立てられた型枠とテールブＬ−１
   −との間に、ライニング祠を打設してトンネル壁を構築
   するシールド掘進工法において、全ソール１ジヤツキを
   同等量伸すさせ、型枠リングの全体で掘進反力をとりつ
   つｌリング幅の距離を直進形態で掘削すると共に、他山
   の所定（１１所をオーバカットする工程、 掘削完了１多にシールドジヤツキを退避さ・ヒ、グリッ
   パでも−２てシール１本体を所定角度に傾動さ−Ｕる工
   程、 傾動されたゾールプレー１・と平行となるよう機軸方向
   に（」−法が異なりかつ（す１斜した接続面を有する型
   枠を、ゾールプレート内でリング状に組み立てる工程、 シールドジヤツキを伸長してプレスリングを型枠リング
   の前端面に当接させ、型枠リンクとテールプレートとの
   間にライニング＋Ａを打設する上程、型枠リングの真円
   保持を維持し、シールドジヤツキを伸長してプレスリン
   グを型枠リンクに押圧する工程、 を順次繰り返すことを特徴とＪるシール１′堀進におけ
   る曲進掘削工法。
2. （２）リング状に組みひてられた型枠とテールプレート
   との間に、ライニング、）Ａ、４ｉ：、ｔ１設し゛ζＩ
   ７不ル壁を構築するシールド掘進機において、他山をオ
   ーバカットするため、カッタディスクの半径方向に進退
   自在に設けられたコピーＬ（オーバカッタ装置と、 リングガーダ前方のシール１一本体で　イーの゛１′径
   方向に進退自在に設りられた池山押圧用クリッパと、 リングガータ後方のテールプレー１・内で、シールドジ
   ヤツキの伸縮に伴って前後方向ζに移動するプレスリン
   グと、 リングガータにサボー１−を介して本体別軸に平行に固
   着された円筒状リングと、 円筒状リングの後部におい°て半径方向に伸縮して既設
   型枠を押圧する型枠押圧用クリ・））ぐと、を具備する
   、ことを１１１徴とするシーＪし１・掘進機。