JPS62258093A - シ−ルド・トンネルの地中接合工法 - 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】 「産業上の利用分野」 この発明は、１本のトンネルを２台のシールド機を用い
てトンネルの両端部から同時に掘削して途中で接合する
際のシールド・トンネルの地中接金工法に関する。

「従来の技術」 従来、この種のシールド・トンネルの地中接合工法とし
ては、第５図に示すようなものが知られている。

図において、符号Ｇは両端部から掘削してきたシールド
・トンネルの接合部付近の地山であり、地山Ｇ内では紙
面に対して右側に一方のトンネルＴ　ａを間開したシー
ルド漿１と、左側に他方のトンネル′１゛ｂを掘削した
シールド機２とが所定の間隔（約３０ｃｍ程度）の地山
Ｇｉを残した状態で向かい合っている。そして、シール
ド機１．２の後方に形成されたトンネルＴａ、Ｔｂの壁
面は、セグメント３ａ、３ａ、・・・、３ｂ、３ｂ、・
・・によって覆工が行なわれている。また、シールド機
１．２の先端部にはスキンプレートｌａ１２ａに対して
所定の傾斜角（α＝１７°〜２５°　）で、又周方向に
所定のピッチで地山Ｇ内に穿孔式凍結管・１ａ、４ｂが
設置されていると共に、スキンプレートｌａ、２ａおよ
び最前部のセグメント３ａ、３ｂには全内周面に貼付は
凍結管（図示Ｕ°ず）が設置された構成となっている。

そして、前記スキンプレートｌａ、２ａに設置された穿
孔式凍結管４ａ、４ｂ及び貼付は凍結管内にブラインを
循環させることにより、地山Ｇ【を囲むようにスキンブ
レー）１ａ、’２ａの外周部の地山Ｇ「を凍結させた後
、シールドｌｉｔ、２の前部５ａ、５ｂを解体し、次い
で、ｉｉｉ記シールドｆｉｔ、２間に残された地山Ｇｉ
を掘削し、その壁面を覆工ずろことにより左右から掘削
してきたトンネルＴ　ａとＴｂとを接合さけ、シールド
・トンネルを完成させる。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、前記従来のシールド・トンネルの接合方法お
よびその装置においては、両方のシールド機が接触せず
、通常３０ｃｍ程度の隙間ができることになり、止水や
土留が完全とは言い難く安全性に問題があること、また
、補助工法として主に採用される凍結工法は多くの工費
や工期を要すると共に、海底下での施工時に塩分の混入
した凍土の強度が低下すること、凍結時の凍土膨張およ
び解凍時の地盤沈下の影響があること、凍土の管理が難
しいこと等の問題点があった。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、トンネ
ル接合部付近の地山Ｇから接合部付近に作用する土水圧
に対するシールや止水を確実なものとし、安全に施工を
行うことができると共に、トンネルの接合に要する工費
や工期を大幅に低減することのできるシールド・トンネ
ルの地中接合工法を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、先端部が外筒と内筒とにより二重に形成さ
れたスキンプレートを存する第１のシールド機及び先端
部が前記第１のシールド機の外筒より小径に形成された
スキンプレートを有する第２のシールド機を１組として
トンネルを掘削する工程と、該トンネル掘削工程終了直
前において、前記第１のシールド機の外筒を該第１のシ
ールド機の軸線に沿って面方に摺動させ、前記外筒によ
り前記第１及び第２のシールド機の間に残されたトンネ
ル接合部の地山を覆う工作と、該工作終了後、前記第１
及び第２のシールド機のスキンプレートを残したままシ
ールド機を解体して、該接合部の地山を掘削し、更に前
記スキンプレートの内面にコンクリートを打設して前記
接合部の壁面を覆工する工程とからなるシールド・トン
ネルの地中接合工法を構成して、前記問題点を解決して
いる。

ここで、前記第１のシールド機のスキンプレートの外筒
と内筒との間には止水手段を設けておくことが好ましい
。また、前記第１及び第２のシールド機のカッタ装置に
は径方向に曲線自在なカッタ部を設けておくことも好ま
しい。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。第１図ないし第４図は、この発明の一実施例で
あるシールド・トンネルの地中接合工法を説明する図で
ある。これらの図において、前記第５図に示した構成要
素と同一の要素については同一符号を付しである。

図において、符号Ｇは両端部から掘削してきたンールド
・トンネルの接合部付近の地山であり、この地山Ｇ内で
は、第１のシールド機（がその前部に設けられたカッタ
装置ＩＯにより、紙面に対して右側に第１のトンネルＴ
ａを掘削し、また第２のシールド機２がその前部に設け
られたカッタ装置２０により左側に他方のトンネルＴｂ
を掘削している。そして、シールド機１の後方に形成さ
れたトンネルＴａの壁面は、このシールド機Ｉの内部で
組み立てられたセグメント３ａ、３ａ、・・・によって
１次覆工されていると共に、シールド機２の後方に形成
されたトンネル′ｒｂの壁面は、このシールド機２の内
部で組み立てられたセグメント３ｂ、３ｂ、・・・によ
って１次覆工が行なわれている。

第１のシールド機ｌには、円筒状に形成されてこのシー
ルド機１本体の外殻を成すスキンプレート１ａが設けら
れている。このスキンプレート１ａの先端１１ｂは、ス
キンプレートＩａと同径にかつ別体に形成された外筒ｔ
ｉと、スキンプレー）１ａと一体に形成されると共に、
前記外筒１１内に収納されている内ｔｆ！Ｉ！２とによ
り、二重に形成されている。この外筒１１の内部にはシ
ール＋１（材（図示仕ず）か設けられており、これによ
り外筒１１と内筒１２との間の止水手段が構成されてい
る。この内筒１２の内部には、仕切板１３ａ及び＋３ｂ
が設けられている。内筒１２とスキンプレートｌａとの
接続部に相当する段部１ｃの内側には、これに連続して
支圧板１３ｃが設けられ、この支圧板１３ｃは、内筒１
２の内部に設けられた補強筒１３ｄを介して、前記仕切
板１３ａに連結されている。支圧板１３ｃの顔面には、
その周方向に押出ジヤツキ１７．１７、・・・が複数個
取り付けられ、この押出ジヤツキ１７の作用端１７ａは
、支持部材１８を介して前記外筒１１に結合されている
。内筒１２には、Ｏ９記支持部ｔ、ｔ　Ｉ　８のｆ多動
する範囲に対応するスリット（図示仕ず）が、この内筒
１２の長さ方向に延在して設けられている。また、面記
支圧仮１３ｃの後面には、その１代方向に推進ジヤツキ
１９．１９、・・・が）夏敢個取り付けられ、この推進
ツヤツキの作用端１９ａは、先端のセグメント３ａの側
面に当接されている。

前記ｆｆ１ｌのシールド機１の前部に設けられたカッタ
装置１０は、内筒１２と同径に形成され、またその輸体
１５カイ前記仕切板＋３ｂに軸支されることで、シール
ド機ｌに支持されている。このカッタ装置１０の端縁部
には、シールド機１の径方向に伸縮自在なカッタ部１０
ａが設けられている。

第２のシールド機２には、前記第１のスキンプレート１
ａと同径の円筒状に形成されたスキンプレート２ａが設
けられ、このスキンプレート２ａの先端！１２ｂは、段
部２ｃを介して前記第１のスキンプレート１ａよりも小
径に形成されている。

スキンプレート先端部２ｂの内部には、スキンプレート
２ａの先端より一定距Ｍ＠まった位置に、仕切板２Ｉが
前記第２のシールド機２の軸線に直交するように設けら
れている。また、スキンプレート２ａには、その内部に
リング２２が設けられ、このリング２２の後面には、そ
の周方向に推進ジヤツキ２３．２３、・・・カリ夏数個
取り付けられている。

推進ジヤツキ２３の作用端２３ａは、先端のセグメント
３ｂの側面に当接されている。

前記第２のシールド機２の前部に設けられたカッタ装置
２０は、スキンプレート先端部２ｂと同径に形成され、
またその軸体２５が前記仕切板２１に軸支されることで
、シールド機２に支持されている。このカッタ装置２０
の端縁部には、前記第１のカッタ装置ＩＯと同様に、シ
ールド機２の径方向に伸縮自在なカッタ部２０ａが設け
られている。

また、第１及び第２のシールド機１．２には、それぞれ
薬液注入用パイプ２６．２７が配設され、このパイプ２
６．２７の開口端は、各シールド機ｌ、２の先端部側方
に位置している。更に、第２のシールド機２には、泥土
圧入用パイプ２８が配設され、このパイプ２８の開口端
も同様に、シールド機２の先端部側方に位置している。

つぎに、第１図ないし第４図を用いて本発明の地中接合
工法について説明する。

（ｉ）まず、第１図において右側から、第１のン−ルＦ
機１を用いてカッタ装置１０に上り地山Ｇをｎ１１削し
、その掘削した坑の壁面にセグメント３ａ、３ａ、・・
・の【工を行い、このセグメント３ａ、３ａ、・・に反
力を取って推進ジヤツキ１９．１９、・・・を駆動さＵ
ｏることにより一方のトンネルＴａを築造していく。こ
の時、カッタ装置ＩＯの伸縮自在なカッタ部１０ａを伸
長して、このカッタ装置１０が前記外筒１１の径と少な
くとら同径のトンネルが掘削できるようにする。これと
同時に、第１図において左側から、第２のシールド機２
を用いてカッタ装置２０により地山Ｇを掘削し、その掘
削した坑の壁面にセグメント３ｂ、３ｂ、・・の覆工を
行い、このセグメント３ｂ、３ｂ、・・・に反力を取っ
て推進ジヤツキ２３．２３、・・・を駆動さＵろことに
より他方のトンネルＴｂを築造していく。この時、カッ
タ装置２０の伸縮自在なカッタ部２０ａを伸長させて、
このカッタ装置２０か前記スキンプレート２ａと少なく
とら同径のトンネルを掘削できるようにする。ここで、
カッタ部２０ａにより掘削された地山Ｇとスキンプレー
ト先端部２ｂとの間には空＋涼２９が形成されるので、
この空隙２９の土留及びスキンプレートの段部２Ｃにお
けろ推進抵抗を減少さＵｏ、かっごの地山Ｇの崩壊を防
止°４゛る目的で、この空隙２９には前記バイブ２８に
より泥土が圧入される。（第１図）そして、トンネルの
接合部において第１のシールド機Ｉと第２のシールド機
２とを所定長さの地山Ｇｉ（約３０Ｃ１〜ｌ！Ｎ程度）
を残して対向さｄる。この時、前記伸長されたカッタ部
１０ａ、２０ａを、元の長さにまで短縮する。（第２図
）（１１）次に、第１のシールド機１の押出ジヤツキ１
７を駆動させて、外筒１１の先端部が第２のシールド機
２のスキンプレート先端部２ｂに至るまで、この外筒１
１を前記シールド機１の軸線に沿って前方に摺動させる
。これにより、外筒１１か第■のシールド機１と第２の
シールド機２との間に残されたトンネル接合部の地山Ｇ
ｉを覆ったことになる。ここで、外筒１１と第２のスキ
ンプレート先端部２ｂ、ないしは外筒１１と内筒１２と
の止水性を確保する目的で、この地山Ｇ１の周囲に、前
記バイブ２６．２７により止水用の薬液を注入する。（
第３図） （ｉｉｉ）更に、カッタ装置１０，２０、及び押出ジヤ
ツキ１７、推進ジヤツキ１９．２３を撤去すると共に、
仕切Ｅｌ　３ａ　、　　Ｉ　３ｂ　、　２１、支圧板１
３ｃ　、　ｈｌｉ強筒１３ｄ及びリング２２の突出部を
切り取って除去し、さらに外筒１１の両端部を第１のス
キンプレート１ａと第２のスキンプレート先端部２ｂと
に溶接する。次いで、スキンプレートの内側の壁面にコ
ンクリート３０を打設することにより、接合部の壁面の
覆工を行なう。ここで、前記トンネル接合部を補強する
目的で、例えばＩ−１型鋼からなる支保工を設けてら良
い。（第４図）以上の工法により、ンールド・トンネル
の接合部の施工が完了される。ここで、トンネル接合部
の地山Ｇｉは、第１のシールド機！のスキンプレート先
端部！ｂに設けられた外筒１１により覆われるので、こ
の外筒１１により前記接合部の土留や止水が行なイっれ
ろ。従って、ｎｑ記従来の凍結工法のようなｈｌｉ助工
法を用いることなく、ンールド・トンネルの接合部の施
工を行なうことができると共に、前記従来の凍結工法の
ように多くの工費や工期を要することなく、接合部の施
工を行なうことができる。よって、トンネル接合部付近
の地山Ｇから接合部付近に作用する止水正に対する土留
や止水を確実なものとし、安全に施工を行うことができ
ると共に、トンネルの接合に要する工費や工期を大幅に
低減することのできるノールド・トンネルの地中接合工
法を提供することが可能となる。

特に、この実施例においては、第１のシールド機１の外
筒１１に、内筒Ｉ２との間の止水手段（シール部材）を
設けであるので、外筒１１によりトンネル接合部の地山
Ｇｉを覆う際の止水をより確実な乙のとすることができ
る。また同様に、前記各ンールドｔｉｌ＋、２のカッタ
装置ｌ０１２０に周方向に伸縮自在なカッタ部１０ａ、
２０ａを設けたので、トンネル掘削時にシールド機１．
２に加わる推進抵抗を減少させることが可能となる。

なお、この発明であるンールド・トンネルの地中接合工
法は、前記実施例に限定されない。例えば、前記外筒１
１を前方に摺動さ仕る機構は、前記実施例の如く押出ツ
ヤツキ１７に限定されず、接合部の止水圧に対抗して外
筒１１を摺動させることができる機構であれば良い。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、先端部が外筒と内筒とに
より二重に形成されたスキンプレートをｒ了ずろ第１の
シールド機及び先端部が前記第１のシールド機の外筒よ
り小径に形成されたスキンプレートを在する第２のシー
ルド機を１組としてトンネルを掘削する工程と、該トン
ネル掘削工程終了直前において、前記第１のシールド機
の外筒を該第１のシールド機の軸線に沿って前方に摺動
させ、前記外筒により前記第１及び第２のシールド機の
間に残されたトンネル接合部の地山を覆う工程と、該工
程終了後、前記第１及び第２のシールド機のスキンプレ
ートを残したままシールド機を解体して、該接合部の地
山を掘削し、更゛に前記スキンプレートの内面にコンク
リートを打設して萌１足接合部の壁面を）豆工する工程
とを具備してなるシールド・トンネルの地中接合工法を
構成したので、前記第１のシールド１復に設けである外
筒により、前記接合部の土留や止水が行なイっれろ。従
って、前記従来の凍結工法のようなＭｉ助工法を用いろ
ことなく、シールド・トンネルの接合部の施工を行なう
ことができると共に、前記従来の凍結工法のように多く
の工費や工期を要することなく、接合部の施工を行なう
ことができる。よって、トンネル接合部における土留や
止水を確実なものとし、安全に施工を行うことができろ
と共に、トンネルの接合に要する工費や工期を大幅に低
減することのできるシールド・トンネルの地中接合工法
を提供することが可能となる。

また、第１のシールド機Ｉの外筒と内筒との間に止水手
段を設けた場合、外筒によりトンネル接合部の地山を覆
う際の止水をより確実なものとすることができろ。また
同様に、前記各シールド機のカッタ装置に周方向に伸縮
自在なカッタ部を設けた場合、トンネル掘削時にシール
ド機に加イっる推進抵抗を減少させることが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるシールド・トンネル
の地中接合工法を説明するための図、第２図は第１図と
同様の図、第３図は第１図と同様の図、第４図は第１図
と同様の図、第５図は従来のシールド・トンネルの地中
接合工法である凍結工法によりトンネルが接合されてい
る状態を示す図である。 Ｇ・・・・・・地山、Ｇｉ・・・・・・トンネル接合部
地山、Ｔａ・・・・・・トンネル、Ｔｂ・・・・・・ト
ンネル、ｌ・・・・・第１のシールド機、Ｉａ・・・・
・・スキンプレート、Ｉｂ・・・・・・スキンプレート
先端部、２・・・・・・第２のシールド機、２ａ・・・
・・・スキンプレート、２ｂ・・・・・・スキンプレー
ト先端部、３ａ、３ｂ・・・・・・セグメント、１０・
・・・・・カッタ装置、ＩＯａ・・・・・・カッタ部、
１１・・・・・・外筒、１２・・・・・・内筒、！９・
・・・・・推進ジヤツキ、２０・・；・・・ノ４ツタ装
置、２０ａ・・・・・カッタ部、２３・・・・・・推進
ジヤツキ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）前部に設けられたカッタ装置により地山を掘削し
   つつ、内部で１次覆工用のセグメントを組み立てながら
   地中を推進させるシールド機を２台用い、築造すべきト
   ンネルの両端側からそれぞれトンネルを掘削してそれら
   を途中で接合することによりトンネルを完成させる際の
   シールド・トンネルの地中接合工法であって、先端部が
   外筒と内筒とにより二重に形成されたスキンプレートを
   有する第１のシールド機及び先端部が前記第１のシール
   ド機の外筒より小径に形成されたスキンプレートを有す
   る第２のシールド機を１組としてトンネルを掘削する工
   程と、該トンネル掘削工程終了直前において、前記第１
   のシールド機の外筒を該第１のシールド機の軸線に沿っ
   て前方に摺動させ、前記外筒により前記第１及び第２の
   シールド機の間に残されたトンネル接合部の地山を覆う
   工程と、該工程終了後、前記第１及び第２のシールド機
   のスキンプレートを残したままシールド機を解体して、
   該接合部の地山を掘削し、更に前記スキンプレートの内
   面にコンクリートを打設して前記接合部の壁面を覆工す
   る工程とを具備してなるシールド・トンネルの地中接合
   工法。
2. （２）前記第１のシールド機のスキンプレートの外筒と
   内筒との間に止水手段を設けておくことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のシールド・トンネルの地中接
   合工法。
3. （３）前記第１及び第２のシールド機のカッタ装置に径
   方向に伸縮自在なカッタ部を設けておくことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のシールド・トンネルの地
   中接合工法。