JPS6322990A - シ−ルド機の地中接合時における切羽の地盤改良工法 - 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
際のシールド機の地中接合時における切羽の地盤改良工
法に関する。

「従来の技術」 本出願人は、先にシールド・トンネルの地中接合工法を
提供した。

この工法は、スキンプレートの先端部が外筒と内筒とに
より二重に形成されていると共にｒｆＪ記外部外筒内筒
の間に貫入リングが格納されている第１のシールド機及
びスキンプレートの先端部が前記第１のシールド機と同
径の外筒と内筒とにより二重に形成された第２のシール
ド機を１組として築造すべきトンネルを途中で接合させ
るべく両端側からそれぞれ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のン−
ルド機の貫入リングを該第１のシールド機の軸線に沿っ
て前方に摺動させ、前記貫入リングにより前記第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他山
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、該接合部の他山を掘削し、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ものである。

［発明が解決しようとする問題点」 前記地中接合工法は、トンネル接合部付近の地山がら接
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
な乙のとし、安全に施工を行うことができるとともに、
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
とができる。しかしながら、この工法にあっても例えば
次のような点で検討の余地が残されていた。

■掘削する地盤の土質等によっては、切羽の土砂が貫入
リングを摺動させる際の障害物となり易く、シールド機
間の接合部の地山に貫入リングを容易かつ確実に貫入す
ることが難しいこと。

■貫入リングをシールド機の軸線方向に沿って押出す際
に、シールド機間の接合部の切羽部分が地盤沈下するお
それがあること。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされた乙ので、その目
的とするところは、切羽の土砂を泥土に置換することに
より、２台のシールド機間に大使等の障害物が無くなり
、貫入リングを貫入室に容易かつ確実に貫入することが
でき、また地盤沈下を防止できるシールド機の地中接合
時における切羽の地盤改良工法を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、前記目的を達成するために、貫入リングを
用い１こシールド機の地中接合工法において、２台のシ
ールド機を近接させた状態で、第１のシールド機に設け
られた貫入リングを、第２のシールド機に設けられた貫
入室に貫入する際に、双方のシールド機の先端に設けら
れたカッタ装置を互いに逆方向に回転させながら切羽に
泥土を注入することによって、切羽の土砂を攪拌しなが
ら泥土に置換した後、カッタ装置の先端部を縮小させる
とともに貫入リングを貫入室内に貫入させることを特徴
としている。

「実施例」 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図ないし第４図は、本発明の一実施例であるシー
ルド機の地中接合時におけろ切羽の地盤改良工法を説明
する図である。

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、この地山Ｇ内で
は、第１のシールドｆｉｌがその前部に設けられたカッ
タ装置１０により、紙面に対して右側に第１のトンネル
Ｔａ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Ｔ
ｂを掘削している。そして、シールドｌｉｔの後方に形
成されたトンネルＴａの壁面は、このンールド随１の内
部で組み立てられたセグメント３ａ、３ａ、・・・によ
って−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Ｔｂ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）１ａが設けら
れている。このスキンプレートｌａの先端部１ｂは、ス
キンプレート１ａと同径に形成された外筒ＩＩと、この
外筒１１より小径に形成された内筒１２とにより、二重
に形成されて、これらの間に収納室Ｒ１が設けられてい
る。

この収納室Ｒ，には、円筒状の一体又は複数間に分割さ
れた貫入リング１３が格納されており、この貫入リング
１３の後端には膨出部１３ａが形成されている。また、
前記収納室Ｒ０には、ゴノ、化アスファルトやグリース
等帖性の高い上水剤が充填されており、これにより外筒
ＩＩと内筒Ｉ２との間の上水手段が構成されている。

この内筒Ｉ２の内部には、首記ンールド機ｌの軸線に直
交ずろように形成された仕切板１４が設けられている。

内Ｕ＋　１２とスキンプレート１ａとは、前記シールド
ｆｉｌの軸線に直交するように形成されたリング状の支
圧板１５により連結されている。この支圧板１５の前面
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１
７ａは、貫入リングの膨出部１３ａの後面に当接してい
る。

また、前記支圧板１５の後面には、その周方向に推進ジ
ヤツキＩ８．１８、・・・が複数個取り付けられ、この
推進ジヤツキの作用端１８ａは、先端のセグメント３ａ
の側面に当接されている。

前記第１のシールド機！の前部に設けられたカッタ装置
１０は、内筒１２よりやや小径に形成され、またその軸
体Ｉ９が前記仕切板Ｉ４に軸支されることで、シールド
機１に支持されている。このカッタ装置ｌＯ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１０ａ
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Ｉ
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の先端部２ｂは、前記
第１のシールド機１と同様に、スキンプレート２ａと同
径に形成された外筒２１と、この外筒２１より小径に形
成された内筒２２とにより、二重に形成されてそれらの
内部に前記第１のシールド機１の貫入リング１３を収納
する貫入室Ｒ２が設けられている。この外筒２１と内筒
２２との間の貫入室Ｒ２には、ゴム化アスファルトやグ
リース等粘性の高い止水剤が充填されており、これによ
り外筒２１と内筒２２との間の止水手段が構成されてい
る。

前記内筒２２の内部には、前記シールドＪＩＵ２の軸線
に直交するように形成された仕切板２４が設けられてい
る。内筒２２とスキンプレート２ａとは、前記シールド
機２の軸線に直交するように形成されたリング状の支圧
板２５により連結されている。また、スキンプレート２
ａには、その内部にリング２３が設けられ、このリング
２３の後面には、その周方向に推進ジヤツキ２８．２８
、・が複数個取り付けられている。推進ジヤツキ２８の
作用端２８ａ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、前記内筒２２よりやや小径に形成され、またそ
の軸体２９が前記仕切板２４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１０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
泥土圧入用パイプ１６．２６が配設され、このパイプ１
６．２６の開口端は、各シールド機１．２の先端部に位
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シールド
機の地中接合時における切羽の地盤改良工法の一実施例
を、トンネルを築造する工程順に沿って説明する。

（１）トンネルの掘削 まず、第１図において右側から、第１のシールド機１を
用いて前記カッタ装置ｌＯ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３ａ、３ａ、・・・の覆
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１８，１８．・・・を駆動させるこ
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を伸張して
、このカッタ装置１０が前記外筒１１の径と少なくとも
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２８゜２８、・・・を駆動
さ什る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
伸張させて、このカッタ装置２０が前記スキンプレート
２ａと少なくとも同径のトンネルを掘削できるようにす
る（第１図参照）。

（１１）切羽の土砂の置換 そして、トンネルの接合部において第１のシールド機ｌ
と第２のシールド機２とを所定長さの地山Ｇｉ（約３０
Ｇ１〜１７程度）を残して対向さける。次いで、第２図
に示すように、この２台のシールド機１．２を近接させ
た状態で、双方のシールド機１．２のカッタ装置１０．
２０を互いに逆方向に回転さ仕ながら、前記バイブ１６
．２６によりトンネル接合部の地山Ｇｉ中に泥土を注入
し、切羽の土砂を攪拌しながら泥土に置換する。この操
作により、トンネル接合部の切羽の土砂が、泥土に置換
され、２台のシールド１１１．２間に大礫等の障害物が
なくなり、また泥土に一定圧を保持しておくことで、接
合部の地盤沈下のおそれがなくなる。

（ｉｉｉ）貫入リングの挿入 前記泥土の置換終了後、前記伸張されｆ二カッタ部１０
ａ、２０ａを元の長さにまで短縮させる。

ここで、カッタ装置ｔｏ、２０はそれぞれ内筒１２．２
２よりやや小径に形成されているので、カッタ部１０ａ
、２０ａを短縮させると、内筒Ｉ２．２２とカッタ装置
１０．２０との間隙からシールド機１．２内に土砂が浸
入するおそれがあるが、本考案では、前記泥土に一定圧
がθ＼かっているので、土砂が浸入することかない。

そして、第１のシールド機Ｉの押出ジヤツキ１７を駆動
させて、貫入リング１３の先端部が第２のシールド機２
の外筒２Ｉと内筒２２との間の貫入室Ｒ７内に挿入され
るまで、この貫入リング１３を前記シールド機１の軸線
に沿って前方に摺動さける。これにより、貫入リングＩ
３が第１のシールド機Ｉ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Ｇｉを覆ったことになる
。

なお、この操作は、泥土に置換された地山Ｇｉの中で行
なわれるので、貫入リング１３を容易かつ確実に貫入す
ることができるものである。

ここで、外筒１１，２１と内筒１２．２２との間に充填
された前記ゴム化アスファルトやグリースは、前記貫入
リング１３の押し出しに従って、各スキンプレート１ａ
と２８との間隙から接合部の他山Ｇｉ中に浸出してゆく
。従って、このゴム化アスファルトやグリースの浸出に
より、接合部の地山Ｇｉに対する止水性をより確実なも
のとできる。

また、トンネルＴａ、Ｔｂに二次覆工を行う場合には、
トンネル接合部の覆工前に、予めこの接合部付近までの
セグメント３ａ、３ｂ内面にコンクリートを巻いておく
（第３図参照）。

（１ｖ）カッタ装置の解体、撤去 そして、第１および第２のシールド機１．２のそれぞれ
のカッタ装ｚ＋ｏ、２ｏを解体、撤去すると共に、仕切
板１４．２４を切り取って除去し、更に貫入リング１３
の両端部を内筒１２．２２に溶接する。次いで、スキン
プレートの内側の壁面に、二次覆工分の厚さを含めたコ
ンクリート３１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、内筒１２．２２の内面に、例えばＨ型鋼からなろ
支保工３２を設けても良い（第・１図参照）。

以上（ｉ）ないしく１ｖ）の工程により、シールド・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ｌのスキンプレ
ート先端部１ｂに設けられた貫入リング１３により覆わ
れるので、この貫入リング１３により前記接合部の土留
や上水が行なわれろ。

従って、前記従来の凍結工法のような補助工法を用いる
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、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土水圧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。

特に、この接合工法において、本考案の切羽の地盤改良
工法を実施することによって、貫入リングＩ３の貫入操
作が容易かつ確実に行なわれ、また、切羽部分の地盤沈
下のおそれらないので、ホＩ記地中接合工法に対する適
用性を一層向上することができる。

なお、前記実施例においては、第１および第２のシール
ド機１．２の外筒ＩＩ、２１と内筒１２゜２２との間に
ゴム化アスファルトやグリースからなる上水手段を設け
であるので、貫入リングＩ３によりトンネル接合部に地
山Ｇｉを覆う際の止水をより確実なものとすることがで
きる。また同様に、前記各シールド機１．２のカッタ装
置１０゜２０に周方向に伸縮自在なカッタ部１０ａ、２
０ａを設けたので、前記スキンプレートｌａ、２ａの先
端部１ｂ、２ｂを二重に形成したことによる掘削径の縮
小という減少を招くことがないため、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
可能になる。

また、この実施例においては、カッタ装置１０゜２０が
内筒１２，２２よりやや小径に形成されているので、仕
切板１４．２４によるカッタ装置１Ｏ１２０の軸支、固
定を解除すれば、このカッタ装置１０．２０を内筒１２
，２２の先端部と仕切板１４．２４とで形成される枠体
内に格納することが可能になる。したがって、前記工程
（ｉｉｉ）において、カッタ部１０ａ、２０ａの短縮後
、さらに推進ジヤツキ１８．２８を駆動させて各シール
ド機１．２をより接近させてら、カッタ装置！０゜２０
が互いに接触することがない。よって、各シールド機１
，２をより接近させて対向させろことにより、前記トン
ネル接合部における止水性をより確保することができる
。

なお、この発明である地盤改良工法は、前記実施例に限
定されるものではない。例えば、カッタ装置１０．２０
等の構造などは、切羽の土砂を攪拌することができるも
のであれば、スポーク型、面板型等任意である。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、貫入リングを用いたシー
ルド機の地中接合工法において、２台のシールド機を近
接させた状態で、第１のシールド機に設けられた貫入リ
ングを、第２のシールド機に設けられた貫入室に貫入す
る際に、双方のシールド機の先端に設けられたカッタ装
置を互いに逆方向に回転させながら切羽に泥土を注入す
ることによって、切羽の土砂を攪拌しながら、泥土に置
換した後、カッタ装置の先端部を縮小させるとともに貫
入リングを貫入室内に貫入させる構成としたから次のよ
うな優れた効果を奏することができる。

■切羽の土砂を泥土に置換することにより、２台のシー
ルド機間に大礫等の障害物がなくなり、貫入リングを貫
入室に容易かつ確実に貫入することができる。

■貫入リングをシールド機の軸線方向に沿って押出す際
に、泥土を一定圧に保持しておくことで、シールド機間
の接合部の切羽部分が地盤沈下するおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を説明するため
のらので、第１図は２台のシールド機によって両側から
掘り進めている状態を示す側断面図、第２図はカッタ装
置を互いに逆方向に回転させながら切羽に泥土を注入し
ている状態を゛示す側断面図、第３図は貫入リングを貫
入室内に貫入した状態を示す側断面図、第４図は内部を
覆工した状態を示す側断面図である。 Ｇ・・・・・・地山、Ｇｉ・・・・・・トンネル接合部
地山、Ｔａ・・・・・・トンネル、Ｔｂ・・・・・・ト
ンネル、■・・・・・・第１のシールド機、２・・・・
・・第２のシールド機、ｌａ、２ａ・旧・・スキンプレ
ート、Ｉｂ。 ２ｂ・・・・・・スキンプレート先端部、３ａ１３ｂ・
・・・・セグメント、ＩＱ、２０・・・・・・カッタ装
置、１０ａ、２０ａ・・・・・・カッタ部、Ｉｆ、２１
・・・・外筒、１２．２２・・・・・・内筒、１３・・
・・・・貫入リング、Ｉ８．２８　・・・・推進ジヤツ
キ、Ｒ１・・　・収納室、Ｒ１・・・・・・貫入室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先端部に貫入リングが格納されている第１のシールド機
   と、先端部に前記貫入リングを収納する貫入室を具備し
   た第２のシールド機を用い、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機の
   地中接合工法において、前記２台のシールド機を近接さ
   せた状態で、第１のシールド機に設けられた貫入リング
   を、第２のシールド機の貫入室に貫入する際に、双方の
   シールド機の先端に設けられたカッタ装置を互いに逆方
   向に回転させながら切羽に泥土を注入することによって
   、切羽の土砂を攪拌しながら泥土に置換した後、カッタ
   装置の先端部を縮小させるとともに貫入リングを貫入室
   内に貫入させることを特徴とするシールド機の地中接合
   時における切羽の地盤改良工法。