JPS6223159B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地中筒体の構造物の高さより土被り
が大であり、又地下埋設物等の障害物がある地中
に、オープンシールド工法により地中構造物を容
易に構築することができる方法及び装置に関する
ものである。

従来の技術において、その１例としては、切梁
等に相当するフレームのフロント部を上部と下部
に、テール部を上部と下部に各々結合自在に４分
割して、各フレームの両外側にブレードを固定
し、フロント部とテール部間を推進ジヤツキにて
結合したオープンシールド掘進機であり、４分割
のフレームのうちの１つのフレームの前進時に
は、残り全フレームに作用する周辺土砂の摩擦抵
抗と各フレームの自重による抵抗の合計反力を用
いて順次繰返してオープンシールド掘進機を前進
させるものであつた。このように１つのフレーム
の前進させる時には、残りの全フレームに作用す
る周辺土砂の摩擦抵抗と各フレームの自重による
抵抗の合計反力を用いて前進させるために、地下
埋設物の既設管の下を通過し終るまで上部のフレ
ームを解体して取り除くので、下部だけの残りフ
レームの周辺土砂の摩擦抵抗と自重による抵抗の
合計反力では、フロント部のフレームの地中への
貫入抵抗が大で反力不足が生じる問題点があつ
た。

その２例としては、切梁等に相当するフレーム
を前後に２分割し、前後のフレームを直接的に連
結せずに溝の側壁を保護し、かつ各フレームが水
平方向に摺動する側壁保護板と後方フレームとを
油圧ジヤツキで連結すると共に、前方フレームを
摺動自在に支持する摺動台板と前方フレームを油
圧ジヤツキを介して連結し、シールド掘進機本体
の後端面に設けられた埋設管渠の通過部を除去し
た形状の反力支持板を介して後方に逐次埋め戻し
されて、つき固められた土砂に反力を取りながら
油圧ジヤツキの伸縮駆動で、側壁保護板の前進移
動、前方フレームの前進と後方フレームの引き寄
せを行なうことを繰返してシールド掘進機を前進
させるものであつた。このように、反力支持板が
埋設管渠の通過部を除去した形状であることは、
埋設管渠の径よりシールド掘進機の幅員が大きい
だけ、掘削量及び埋戻量が多くなり、工費が嵩む
不経済性と、周辺地盤を緩め周辺構築物に損害を
及ぼす等問題点があつた。水道管等の地下埋設物
がある所では、これらの地下埋設物を仮撤去復旧
するか、切廻し等を施した後でなければシールド
掘進機を掘進させることができないために、この
切廻し等の高価な費用を要する問題点があつた。

その３例としては、上面を開口したＵ型シール
ド機の両側面板部が地中埋設物の障害物に当る部
分のやや下側部より上方の上部側面板を縦横方向
又は枢軸構造にして地中障害物につき当る部分を
脱着したり、又は廻動したりして地中障害物下を
通過させて、Ｕ型シールド機の後方に構築された
地中構造物を反力として用いて内装されたシール
ドジヤツキ設備を作動して掘進させることを繰返
してＵ型シールド機を前進させるものであつた。
このように、Ｕ型シールド機の後方にある地中構
造物を反力として用いるので、Ｕ型シールド機の
推進反力が地表面より深い地中構造物であるため
に、地表面まで両側面板が装着しおる場合、やや
上半部の推進反力が得られず欠落しているために
Ｕ型シールド機の前進の際、下方だけ推進せざる
を得ないため、Ｕ型シールド機が上向きとなり、
その方向修正に甚だ困難を生じ、方向制御が不可
能となる問題点があつた。又、前述したその１例
においても土被りが浅い場合はよいが同様な問題
点があつた。

本発明は、これら従来の技術のものがもつ数多
くの問題点を解消させ、地中に地中埋設物があつ
ても、これを切廻し等をせずに地下埋設物下を容
易に通過させることができると共に、地中深い所
でも方向正しく安全確実に掘進させることができ
る技術的、かつ経済的に優れた新しい地中筒体構
築方法及びその装置を提供することを目的とする
ものである。

本発明は、前述の数多くの問題点を解消させる
ために次のような構成にしている。即ち、上面を
開口し、推進ジヤツキ設備を内装する筒体布設用
シールド掘進機の上部に、前部に掘削部シールド
を、後部に上下に通じる開口部を有する筒体釣下
し部シールドを一体としたもの、又分割したもの
で、最後部に土留反力板、又は可動土留反力板を
設け、その二者間、又はその三者間に推進兼けん
引ジヤツキ設備をそれぞれ介装してなる土留用シ
ールド掘削機を摺動及び抜取自在の固定具にて脱
着自在になるように１〜数個を上方へ多段層状に
重ね組合せ載置して構成することを特徴とするも
のである。

このような構成において作用は、施工条件に応
じて、前部に掘削部シールドと後部に筒体釣下し
部シールドが一体とし、更にその最後部に形の
可動土留反力板を設けると共に、筒体釣下し部シ
ールドと可動土留反力板間に推進兼けん引ジヤツ
キ設備を介装して土留用シールド掘進機を構成
し、上段より順次下段へ可動土留反力板の後背部
に埋め戻しつき固められた堆積土砂を反力として
用いて掘進兼けん引ジヤツキ設備の作動にて一体
とした掘削部シールドと筒体釣下し部シールドを
前進させた後、下段に又は上段にある土留用シー
ルド掘進機と筒体布設用シールド掘進機に抜取自
在の固定具で係止し、これらの周辺摩擦抵抗と筒
体布設用シールド掘進機の後部にある既設筒体の
反力の合計反力を用いて推進兼けん引ジヤツキ設
備の作動にて可動上留反力板をけん引して引き寄
せて土留用シールド掘進機を前進させた後、筒体
布設用シールド掘進機に内装してある推進ジヤツ
キ設備の作動にて後部の既設筒体を反力として用
いて筒体布設用シールド掘進機を掘進させること
を繰返して地中に地中筒体を構築するものであ
る。

又、前部に掘削部シールドを設け、後部に分割
した筒体釣下し部シールドの開口部の後方側を土
留反力板とし、掘削部シールドと筒体釣下し部シ
ールド間に推進兼けん引ジヤツキ設備を介装して
土留用シールド掘進機を構成し、その作用は前述
とほぼ同様の工程にて土留用シールド機と筒体布
設用シールド掘進機を掘進させるようにしたもの
である。

更に又、前部に掘削部シールド、中間に筒体釣
下し部シールド、最後部に形の可動土留反力板
を設け、この三者間に推進兼けん引ジヤツキ設備
を介装して土留用シールド掘進機を構成し、その
作用は、前述したほぼ同様な工程にて土留用シー
ルド掘進機及び筒体布設用シールド掘進機を掘進
させるようにしたものである。そして、万一地下
埋設物がある場合は、地下埋設物がある場所だけ
の短小区間の部分を従来工法の仮土留工を施し、
小高短長軽量の土留用シールド掘進機を一時的に
取外して取り出し、地下埋設物下を通過後、再度
取り付けて元に復して前進させるか、又は土留用
シールド掘進機の両側板を小分割に脱着可能とし
た側板を地下埋設物に支障部分を一時的に脱着し
て通過させるようにしたものである。

また、筒体布設用シールド掘進機は、地中筒体
よりもやや大きめの形状寸法としたもので、後方
に布設された既設筒体を反力として用いて推進ジ
ヤツキ設備の作動にて前進させるので、方向制御
は容易に確実に行うことができ、正しい方向と勾
配を維持することができるものである。

本発明の実施例について、図面に基づいて説明
する。

第１図は、本発明の方法説明の実施例を示した
ものであり、筒体Ｐ群の布設位置に配設された上
面を開口し筒体Ｐ群よりやや大きめの形状寸法に
した筒体布設用シールド掘進機１の上部に、２個
の土留用シールド掘進機２_１，２_２を前方より段
型に重ね組合せ載置して地中筒体構築装置を構成
し、まず地表面近い上段より土留用シールド掘進
機２_１，２_２及び筒体布設用シールド掘進機１を
順次１箇の筒体を釣下し据付可能の所要長だけそ
れぞれ掘進させて、地表より筒体Plを土留用シー
ルド掘進機２_１，２_２の筒体釣下し部シールド７
の開口部３_１，３_２をそろえ、この開口部３_１，
３_２を通じて筒体布設用シールド掘進機１のテー
ル部４へ筒体Plを釣下しすることを示す側面図で
ある。

第１実施例は、筒体Ｐ群の布設位置に配設され
た上面を開口し、筒体Ｐ群の形状寸法よりやや大
きめの形状寸法とし、推進ジヤツキ設備５を内装
した筒体布設用シールド掘進機１の上部に、第２
図に示すように、掘前部シールド６と上下に通じ
る開口部３_１，３_２を有する筒体釣下し部シール
ド７を一体の構造となし、筒体釣下し部シールド
７の両側板を推進兼けん引ジヤツキ設備９の１ス
トローク長より長い長さを後方へ突出させ、この
突出した両側板内に先頭を嵌込める幅員を有する
形の可動土留反力板８を後部に設け、筒体釣下
し部シールド７と可動土留反力板８間に推進兼け
ん引ジヤツキ設備９を介装してなる土留用シール
ド掘進機２_１，２_２を摺動脱着自在になるように
上方へ段型に重ね組合せ載置して構成する地中筒
体構築装置である。

この装置を用いて、地表に近い上段の土留用シ
ールド掘進機２_１の前進は、まず可動土留反力板
８の後背部に埋め戻しつき固められた堆積土砂を
反力として用いて推進兼けん引ジヤツキ設備９の
作動にて一体とした掘削部シールド６と筒体釣下
し部シールド７を地中に掘進させた後、残余の土
留用シールド掘進機２_２と筒体布設用シールド掘
進機１に係止して、これらの周辺摩擦抵抗と自重
による合計反力を用いて推進兼けん引ジヤツキ設
備９の退縮駆動の作用にて、可動土留反力板８を
前方へけん引前進させる。そして次に、下段の土
留用シールド掘進機２_２の前進は、上段の土留用
シールド掘進機２_１の掘進方法と同様な方法にて
順次掘進させた後は、後方に布設された既設筒体
Ｐ群を反力として用いて推進ジヤツキ設備５の作
動にて筒体布設用シールド掘進機１を地中に掘進
させて、筒体釣下し部シールド７の開口部３_１，
３_２をそろえ、筒体Plを開口部３_１，３_２を通じ
て釣下し布設する。このような工程を順次繰返し
て地中筒体を構築する方法である。

第２実施例は、前述と同様な筒体布設用シール
ド掘進機１の上部に、第３図に示すように前部に
配置する掘削部シールド６の両側板を推進兼けん
引ジヤツキ設備９の１ストローク長より長い長さ
を後方へ突出させ、この突出した両側板内に先頭
を嵌込める幅員を有し、その両側板が開口部３
_１，３_２より後方へ突出させて、開口部３_１，３
_２の後方側を土留反力板とする筒体釣下し部シー
ルド７を後部に配置し、掘削部シールド６と筒体
釣下し部シールド７間に推進兼けん引ジヤツキ設
備９を介装して構成する土留用シールド掘進機２
_１，２_２を摺動脱着自在になるように上方へ段型
に重ね組合せ載置して構成する地中筒体構築装置
である。

この装置を用いて、地表に近い上段の土留用シ
ールド掘進機２_１の前進は、まず筒体釣下し部シ
ールド７の後方にある土留反力板８_１の後背部に
埋め戻しつき固められた堆積土砂の反力と残余の
土留用シールド掘進機と筒体布設用シールド掘進
機に筒体釣下し部シールドを係止して、これらの
周辺摩擦抵抗との合計反力を用いて、推進兼けん
引ジヤツキ設備９の作動にて掘削部シールド６を
地中に掘進させた後、残余の土留用シールド掘進
機２_２と筒体布設用シールド掘進機１に係止し
て、これらの周辺摩擦抵抗と自重による合計反力
を用いて推進兼けん引ジヤツキ設備の退縮駆動の
作用にて、筒体釣下し部シールド７を前方へけん
引前進させる。そして次に、下段の土留用シール
ド掘進機２_２の前進は、上段の土留用シールド掘
進機２_１と同様な方法にて順次掘進させた後は、
筒体Plの布設も前述と同様にして地中筒体を構築
する方法である。

第３実施例は、前述と同様な筒体布設用シール
ド掘進機１の上部に、第４図に示すように、前部
に配置する掘削部シールド６の両側板を推進兼け
ん引ジヤツキ設備９の１ストローク長より長い長
さを後方へ突出させ、この突出した両側板内に先
頭を嵌込める幅員を有し、その両側板を推進兼け
ん引ジヤツキ設備９の１ストローク長より長い長
さを突出させてなる筒体釣下し部シールド７を中
間に配置し、最後部に筒体釣下し部シールド７の
両側板が突出した両側板内に嵌込める幅員を有す
る。形の可動土留反力板８を配置し、この三者間
にそれぞれ推進兼けん引ジヤツキ設備９_１，９を
介装して構成する土留用シールド掘進機２_１，２
_２を摺動脱着自在になるように上方へ段型に重ね
組合せ載置して構成する地中筒体構築装置であ
る。

この装置を用いて、地表に近い上段の土留用シ
ールド掘進機２_１の前進は、まず可動土留反力板
８の後背部に埋め戻しつき固められた堆積土砂の
反力及び残余の土留用シールド掘進機２_２と筒体
布設用シールド掘進機１に筒体釣下し部シールド
７を係止して、これらの周辺摩擦抵抗との合計反
力を用いて、前部にある推進兼けん引ジヤツキ設
備９_１の作動にて掘削部シールド６を掘進させた
後、前部の推進兼けん引ジヤツキ設備９_１を退縮
して前述した可動土留反力板８の後背部の堆積土
砂の反力及び残余の土留用シールド掘進機２_２と
筒体布設用シールド掘進機１に掘削部シールド６
を係止して、これら周辺摩擦抵抗との合計反力を
用いて、後部にある推進兼けん引ジヤツキ設備９
の作動にて筒体釣下し部シールドを前進させた
後、残余の土留用シールド掘進機２_２と筒体布設
用シールド掘進機１に掘削部シールド６と筒体釣
下し部シールド７とを係止して、これらの周辺摩
擦抵抗を反力として用いて、推進兼けん引ジヤツ
キ設備９の退縮駆動の作用にて可動土留反力板８
を前方へけん引前進させる。そして次に、下段の
土留用シールド掘進機２_２の前進は、上段の土留
用シールド掘進機２_１と同様な方法にて順次掘進
させた後は、筒体Plの布設も前述と同様にして地
中筒体を構築する方法である。

各実施例のいずれにおいても、地下埋設物があ
る場合は、地下埋設物の前後の土留用シールド掘
進機２の長さだけの小区間を従来工法にて仮土留
工を施した後、短小軽量の土留用シールド掘進機
２を釣上げて地下埋設物を越えてその前方へ移設
して元に復し、土留用シールド掘進機２を掘進さ
せるようにしたものである。又は、第５図に示す
ように、土留用シールド掘進機２の骨組を分割移
動組立可能の枠組部材１１，１２とし、その両側
板に相当する外板を幅狭い桟状板１３として枠組
部材１１に脱着自在に取り付けて地下埋設物に対
しては地下埋設物箇所だけを仮土留工を施した後
に前記脱着自在の桟状板１３及び分解移動組立自
在の枠組部材１１，１２を地下埋設物につき当る
部分だけ１箇づつ取り外し取り付けたりして移動
させて再組立を行いつつ土留用シールド掘進機２
を掘進させるもので、地下埋設物が多い所に用い
て便利なものである。

以上の説明で明らかなように、従来の技術では
解消し得なかつた問題点、即ち、地下埋設物等
の障害物がある場合は、切廻し等の施工を要して
工事費が嵩むこと。地表より深い所に地中筒体
を構築するのに両側面板が地表まで装着している
オープンシールド掘進機を用いた場合、このオー
プンシールド掘進機を掘進させる際、地中深く後
方に布設された地中筒体に反力をとるために、や
や上半分の推進反力が下方と均一な反力が得られ
ずに、下方だけ推進せざるを得ないため、どうし
ても上向きとなり、その方向修正に甚だ困難性が
あり、方向制御が不可能であること等の二つの大
問題点があり、特に地中障害物が多い市街地及び
地中深く地中筒体を構築しようとするのに、当工
法には他の利点があるにも拘らず普及しなかつた
最大の欠点であつた。

これらの問題点を解消した本発明は、前述した
ように地中深い所に地中筒体を構築しようとする
布設位置に、筒体布設用シールド掘進機を配設し
て、この筒体布設用シールド掘進機の掘進は、後
方に布設された筒体を反力として用いて掘進する
ので、方向正しく制御でき。この筒体布設用シー
ルド掘進機の上部に、前部に掘削部シールドと後
部に筒体釣下し部シールドとを一体としたもの又
は分割したものの最後部に土留反力板、又は形
の可動土留反力板を設けてなる土留用シールド掘
進機を段型に１〜〜数個前後に摺動自在、抜取自
在な固定具で脱着自在に載置されているので、そ
のため土留用シールド掘進機を各段ごとに各中間
に介装された推進兼けん引ジヤツキ設備の伸縮駆
動の作動にて、上段より下段へ順次掘削部シール
ドの掘進、筒体釣下し部シールド及び可動土留反
力板等のけん引前進をさせるのであるが、この場
合の反力は掘進又はけん引前進させようとする残
余の土留用シールド掘進機及び筒体布設用シール
ド掘進機に係止して、これらの周辺摩擦抵抗と自
重による抵抗、それに可動土留反力板等の後背部
の堆積土砂の反力の合計反力を反力として用いる
ために、１〜数分割された短小軽量の掘削部シー
ルドを１個づつ掘進させるので、地中に貫入する
掘進抵抗が前記反力より少ないことと、残余の土
留用シールド掘進機及び筒体布設用シールド掘進
機にリードされて各段の土留用シールド掘進機は
筒体布設用シールド掘進機と同じく方向正しく制
御されて、地中深い場合においても容易に安全確
実に掘進させることができる技術的に最も優れた
ものである。

次に、本発明は、地中埋設物があり、これにつ
き当るような場合は、短小軽量に１〜数分割され
た土留用シールド掘進機を支障する部分を取り外
して、その箇所に公知の仮土留工を施して、地下
埋設物下を通過させた後、また元に復して掘進さ
せるか、又は施工条件に応じて土留用シールド掘
進機の骨組を分割移動組立可能の枠組部材とその
外側を脱着自在にした幅狭い桟状板を地下埋設物
につき当るごとに移動したり、脱着したりして地
下埋設物下を掘進させる。いずれの方法において
も容易に安全確実に施工できて、水道管等の地下
埋設物の切廻し等を施工することなく地中筒体を
構築できるので、切廻し等の工事費が節減できる
大きい経済的効果があるものである。

更に、これに加えて、同一施工区間内に起伏が
ある場合等は、短小軽量に１〜数分割された土留
用シールド掘進機が土被り浅く地表面より出た部
分を取り外してさらに全装置を軽量にして掘進さ
せることができて経済的であり、又、土被りが深
くなつた場合は元に復して掘進させる等、起伏の
施工条件に応じて適宜に対処できるので経済的で
あり、大きい利点がある。

又、土留用シールド掘進機の掘削部シールド
と、筒体釣下し部シールドのそれぞれの両側板が
後方へ推進兼けん引ジヤツキ設備の１ストローク
長の長さより長くしてあるために、推進兼けん引
ジヤツキ設備の伸長の際、溝の側壁が突出した両
側板で保護されて周辺地盤を緩めることなく安全
に掘進させることができるものである。

以上説明したように本発明は、技術的に優れる
とともに経済的にも画期的な効果を発揮する地中
筒体構築方法及びその装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す側面図、第
２図、第３図、第４図及び第５図は、本発明の土
留用シールド掘進機の各種の実施例の構造を示す
平面図である。 １……筒体布設用シールド掘進機、２_１，２_２
……土留用シールド掘進機、３_１，３_２……開口
部、４……テール部、５……推進ジヤツキ設備、
６……掘削部シールド、７……筒体釣下し部シー
ルド、８……可動土留反力板、８_１……土留反力
板、９，９_１……推進兼けん引ジヤツキ設備、
Ｐ，Pl……筒体、１１，１２……枠組部材、１３
……桟状板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上面を開口し、布設すべき筒体よりもやや大
   き目の形状寸法で、推進ジヤツキ設備を内装する
   筒体布設用シールド掘進機の上に、掘削部シール
   ド及び上下に通じる開口部を有する筒体釣下し部
   シールドと推進兼けん引ジヤツキ設備と反力板と
   からなる土留用シールド掘進機を摺動及び脱着自
   在になるように１〜数個を上方へ多段層状に重ね
   組合せ載置して構成し、推進兼けん引ジヤツキ設
   備を用いて上段より順次土留用シールド掘進機を
   前進させ、筒体釣下し部シールドの開口部をそろ
   え、この開口部を通じて筒体を筒体布設用シール
   ド掘進機内後部に釣下して既設筒体群と連設布設
   し、この筒体群を反力として推進ジヤツキ設備を
   作動して筒体布設用シールド掘進機を掘進させた
   後に、筒体上部を埋戻覆土することを繰返して地
   中に筒体を構築することを特徴とする地中筒体構
   築方法。 ２ 筒体釣下し部シールドは掘削部シールド側に
   一体的に形成し、その後方に推進兼けん引ジヤツ
   キ設備を配設する特許請求の範囲第１項記載の地
   中筒体構築方法。 ３ 筒体釣下し部シールドは反力板側に一体的に
   形成し、その前方に推進兼けん引ジヤツキ設備を
   配設する特許請求の範囲第１項記載の地中筒体構
   築方法。 ４ 筒体釣下し部シールドは掘削部シールド及び
   反力板とは別体のものとしてこれらの中間に設
   け、その前後に推進兼けん引ジヤツキ設備を配設
   する特許請求の範囲第１項記載の地中筒体構築方
   法。 ５ 布設すべき筒体よりもやや大き目の形状寸法
   で、上面を開口し、推進ジヤツキ設備を内装する
   筒体布設用シールド掘進機の上部に、掘削部シー
   ルドと上下に通じる開口部を有する筒体釣下し部
   シールドと推進兼けん引ジヤツキ設備と反力板と
   からなる土留用シールド掘進機を摺動及び脱着自
   在になるように１〜数個を上方へ多段層状に重ね
   組合せ載置し、推進兼けん引ジヤツキ設備の前方
   の部材の両側板を後方に突出し、その間に該推進
   兼けん引ジヤツキ設備及びその後方の部材の先頭
   を収めるように構成することを特徴とする地中筒
   体構築装置。 ６ 筒体釣下し部シールドは掘削部シールド側に
   一体的に形成し、その後方に推進兼けん引ジヤツ
   キ設備を配設する特許請求の範囲第５項記載の地
   中筒体構築装置。 ７ 筒体釣下し部シールドは反力板側に一体的に
   形成し、その前方に推進兼けん引ジヤツキ設備を
   配設する特許請求の範囲第５項記載の地中筒体構
   築装置。 ８ 筒体釣下し部シールドは掘削部シールド及び
   反力板とは別体のものとしてこれらの中間に設
   け、その前後に推進兼けん引ジヤツキ設備を配設
   する特許請求の範囲第５項記載の地中筒体構築装
   置。