JPS6322997A - 泥土の移動によるシ−ルド機の方向制御方法 - 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」 本発明は、地下にトンネルを築造する場合に用いるシー
ルド機の掘削方向を制御する方法に関する。

「従来の技術」 本願発明者らは、先に、特願昭６１−１０１８１０号明
細書において、建設すべきトンネルの両端側から２台の
シールド機を用いて掘削を行い、地下でトンネルどうし
を接合する工法であって、２台のシールド機が接近した
状態において、２台のシールド機の間の地山を覆うよう
に、一方の７一ルド機から他方のシールド機に向けて貫
入リングを押し込むことによりトンネルの接合を行う工
法を提案している。

この工法においては、掘削の進行に伴い、２台のシール
ド機が相互に十数ｍの距離に接近した際に、シールド機
どうしの位置を測定し、これらの位置が計画位置からず
れていることか判明した場合、シールド機の掘削方向を
修正する（シールド機どうしの芯ずれが上下左右方向で
最大５ｃｍ程度であって、シールド機の軸心の折れ角を
１°以内の範囲に合わせる）必要がある。

７発明が解決しようとする問題点」 七ころで従来、シールド機によってトンネルの掘削を行
う際に、シールド機の掘削方向を修正するには、シール
ド機の後部に設けられた推進用のシールドジヤツキによ
ってシールド機の後部を片押しつつ掘削を行い、シール
ド機の進行方向を徐々に変えることにより行っている。

ここで、本発明者らが提案しているトンネルの接合工法
において、シールド機どうしが十数ｍの距離に接近した
場合にシールド機の方向を修正しようとする場合、前記
シールドジヤツキを用いた片押しによる方向制御手段を
採用すると、シールド機を前進させつつ徐々に方向修正
がなされるために、シールド機どうしが接近した状態か
らでは十分に修正できない場合を生じるおそれがある。

また、従来、この種の方向制御を行うために、中折れ構
造を採用したシールド機を用いて方向制御を行うことも
可能であるが、中折れ構造のシールド機は、高価であり
、コスト高になる問題がある。

なお、一般にシールド機を用いて地山の掘削を行ってい
る際に、シールド機の方向を修正するには、前述のよう
にシールドジヤツキによって後部を片押しすることによ
り方向修正しているが、シールド機を短い距離で、かつ
、大きな角度で方向修正する必要を生じた場合、従来の
修正方法では対応できないケースを生じることがあった
。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、シールド
機の進行を停止させた状態でも方向修正することができ
るとと６に、シールド機の芯ずれを短い距離で修正する
ことができ、しかも、低いコストで実施が容易な方向制
御方法の提供を目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記問題点を解決するために、シールド機の
前部のカッタ装置を用いてシールド機のスキンプレート
より大きい径の掘削孔を余掘するとともに、スキンプレ
ートの外周部に通じてシールド機に設けられた吸送管に
より前記余掘部分に作泥材を注入してスキンプレートの
外周部を泥土で覆った後に、シールド機を曲選させる側
の泥土をスキンプレート内に吸引するとともにその反対
側のスキンプレートの外側に排出して泥土を移動させる
ことによりシールド機の方向制御を行うものである。

「作用」 シールド機の外方の余掘部分に設けた泥土ゾーンのうち
、シールド機を向けたい側の泥土をシールド機に設けた
吸送管を介して排出し、反対側に圧送することにより、
シールド機の進行を停止させた状態でもシールド機の方
向を修正することができる。

「実施例」 第１図と第２図は、シールド機により地山の掘削を行っ
ている場合に本発明方法を適用した一例を示すものであ
る。

ここで本発明方法を説明する館に、本発明の突進に用い
るシールド機の一例について説明すると、シールド機５
１は、筒状のスキンプレート５２の先端側に回転自在の
カッタ装置５３を備え、スキンプレート５２の内側に、
スキンプレート５２の周方向にそって複数のシールドジ
ヤツキ５４を備えてなるもので、シールド機５１の内部
には、スキンプレート５２の前側上部および前側下部と
、左前側部および右前側部の各々を貫通した４本の吸送
管５５（図面では左右の吸送管は省略しである）が設け
られ、各吸送管５５には開閉弁５６とポンプ５７が組み
込まれている。そして、面記各吸送管５５は、各々作泥
材供給源に連結されていて、シールド機５Ｉの内部から
各吸送管５５を介してスキンプレート５２の外方に作泥
材を供給できるようになっている。また、前記カッタ装
置５３は、カッタ本体５３Ａの外周部にスキンプレート
５２の外方に伸縮自在にオーバーカッタ５３Ｂを設けて
なる構成であり、このオーバーカッタ５３Ｂを伸長して
掘削を行うことにより、スキンプレート５２より大きな
直径でＳ　ｉ！ｆができるようになっている。なお、前
記シールド１６５１において、吸送管５５を設けｆこ構
成とオーバーカッタ５３Ｂを設けた構成以外の構成は公
知のシールド機と同等の構成である。

前記構造のシールド１ｉ５１を用い、通常の掘削を行う
には、オーバーカッタ５３Ｂをカッタ本体５３Ａに収納
した状態でカッター装置５３により地山の掘削を行うと
ともに、スキンプレート５２の後部側にセグメント６０
・・・を組み立てて１次覆工を行い、セグメント６０に
シールドジヤツキ５４の作用端を押し当てて反力を得、
シールド機５■を前進させてトンネルの築造を行う。

そして掘削中に、シールド機５１の方向を例えば第１図
の下方に修正する必要が生じた場合には、まず、オーバ
ーカッタ５３Ｂをカッタ本体５３Ａの外部に出してスキ
ンプレート５２の直径よりも大きな直径の掘削孔６１を
余掘するとともに、上下左右の各吸送管５５の開閉弁５
６を解放して各吸送管５５から作泥材を余掘部分に注入
し、スキンプレート５２の外部全域に泥土ゾーン６２を
形成する。

そして、掘削の進行とともに、この泥土ゾーン６２が第
１図に示すようにシールド機５１の全長にわたり形成さ
れたならば、シールド機５１のを停止させて、あるいは
、シールド機５１を前進させつつシールド機５１の下方
側の泥土をシールド機５１の下部側の吸送管５５からポ
ンプ５７によりシールド機５１の内部に吸引するととら
に、この泥土をシールド機５１の上部側に高圧で注入す
る。以上の操作によってシールドＲ５１の下部側の泥土
ゾーン６２は減圧され、シールド機５Ｉの上部側の泥土
ゾーン６２は増圧されるためにシールド機５１は泥土に
押圧されて第２図に示すように下方に傾斜する。シール
ド機５１が所定の方向に向いたならば、オーバーカッタ
５３Ｂをカッタ本体５３Ａ内に収納して再び掘削を開始
する。また、シールド機５１の方向を修正する場合、シ
ールド機５１のシールドジヤツキ５４によりシールド機
５１を片押しする操作を作泥材の注入と並行して行うな
らば、より効果的にシールド機５１の方向を修正するこ
とができる。

以上の如くシールド機５１の方向を修正するならば、シ
ールド機５１の移動を停止した状態のままであってもシ
ールド機５Ｉの方向修正ができる。

従って十数ｍといった短い距離であっても大きな修正角
度でシールド機５１の方向修正ができる効果がある。

ところで、前述の如くシールド機５１の方向を修正する
場合、シールド機５１のスキンプレートの後端部とセグ
メント６０との間の間隔を大きく設定しておく等の手段
を講じて、シールド機５１がトンネルの径方向に移動容
易な状態にすることにより、シールド機５！のカッタ装
置５３の前面をトンネルの中心軸線と直角にしたままの
状態でシールド５１をトンネルの直径方向に平行移動し
てシールド機５１の移動方向を修正することができる利
点がある。

なお、本実施例においては第２図において下方側にシー
ルド機５１の方向を修正する場合について説明したが、
上方側に修正するには、泥土の移動方向を前記とは逆に
すれば良く、また、シールドｌｔｌ！５１を左右に移動
させる場合には、シールド機５１内の左右の吸送管５５
により泥土を右左に移動させると良い。また、シールド
機５１に設ける吸送１Ｆ５５の数は、スキンプレート５
２の周方向に沿って４つ以上であっても良い。

ところで、前述の如くシールド機５１を停止した状態で
方向修正ができる利点は、本願発明者らが先に提案して
いるトンネルの接合工法を実施する場合に特に有効に作
用する。

第３図ないし第６図は、本発明者らが先に、特願昭６１
−１０１８１０号明細書において提案したシールドトン
ネルの地中接合工法を示すものである。

この地中接合工法の該要を説明すると、まず、第３図に
おいて、右側から第１のシールド１ｆｆｌｌを用いると
ともに左側から第２のシールド機２を用いて地山Ｇを掘
削し、各掘削部分にセグメント３ａ・・・、３ｂ・・に
より１次覆工を行い、セグメント３ａ。

３ｂに各シールドジヤツキ１８．２８の作用端を押し当
てることにより反力を取ってシールド機１゜２を前進さ
けてトンネルＴａ、Ｔｂを築造する。なお、このトンネ
ル築造時には、カッタ装置１０゜２０の伸縮自在なカッ
タ部１０ａ、２０ａを伸長してスキンプレート１ａの先
端の外筒ＩＬの径と同程度の直径のトンネルが掘削でき
るようにしておく。

次に、シールド機１．２が第４図に示すように接近した
状態において、カッタ部１０ａ、２０ａを縮小してパイ
プ１６．２６によりトンネル接合部の地山Ｇｉに泥土を
圧入して、シールド機１．２の内筒１２，２２とカッタ
装置１０．２０の間の隙間からの土砂の浸入を阻止する
。

そして、第５図に示すようにシールド機ｌのシールドジ
ヤツキ１８により貫入リング１３を押し出して貫入リン
グ１３をシールド機２の外筒２１と内筒２２の間に挿入
する。この貫入リング１３によりシールド機１．２の間
に残された地山Ｇｉを覆う。この後にカッタ装置１０．
２０を解体、撤去するとともに、貫入リング１３の両端
部を内筒１２．２２に溶接し、第６図に示すようにコン
クリート３１の打設を行って接合部の壁面施工を行い、
シールドトンネルの接合を行う。

以上説明した工法の実施において、シールド機ｌからシ
ールド機２に貫入リング１３を貫入する場合、トンネル
′１゛ａとトンネルＴｂとの間に、計画値を越えるずれ
を生じると、トンネル接合時に貫入リング１３がシール
ド機２に対して傾斜して嵌入する問題を生じるために、
前記シールドトンネルの接合工法においては、シールド
機１，２が十数ｍに接近した状態において、シールド機
１．２の位置を測定し、シールド機１．２の位置が設計
からずれていた場合には、シールド機１．２の方向を修
正する必要がある。

この場合に前述した本発明方法を用いてシールド機１．
２の方向を修正すればよい。

即ち、シールド機１．２に先の実施例で示した吸送管５
５と同等の構成の吸送管５５゛を設け、吸送管５５°に
開閉弁５６°とポンプ５７′を組み込んでシールド機１
．２を構成し、前記実施例で説明した場合と同様に泥土
の移動を行ってシールド機１．２の方向を制御し、シー
ルド機１，２の芯ずれを上下方向最大５ｃｍ程度以内の
範囲で、かつ、軸心の折れ角ビ以内の範囲に調整する。

　なお、この修正作業を行った後のシールド機１．２に
おいては、カッタ装置１０．２０の前面どうしが互いに
平行な状態で接合することが望ましい。この要求に対し
、本願発明の方向制御方法を採用するならば、シールド
機のカッタ装置１０．２０の前面どうしを平行にした状
態のままで、泥土の移動を行うことによりシールド機を
トンネルの直径方向に平行移動できるために、前記貫入
リングＩ３を貫入する際に、カッタ装置１０．２０の能
面どうしを容易に平行に位置させることができろ効果が
ある。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、シールド機の方向を修正
するに際し、シールド機のスキンプレートよりも大きい
径の掘削孔を余掘し、この余掘部分に作泥材を注入して
泥土ゾーンを形成し、この後にシールド機を曲選させる
側の泥土ゾーンの泥土を吸送管で吸入して反対側に圧送
するものであり、泥土によりシールド機を押圧してシー
ルド機を移動できるために、シールド機の進行を停止さ
せた状態でもシールド機の方向を修正することができる
。従って十数ｍ程度の短い距離でも容易にシールド機の
方向を修正して掘削することができる。また、中折れ措
造の高価なシールド機を使用しなくとも掘削方向を修正
できるために、建設コストを削減できろ効果がある。

なお、２台のシールド機によって掘削したシールドトン
ネルを接合する工法であって、接近した２台のシールド
機のうち、一方のシールド機から他方のシールド機に貫
入リングを挿入して接合部分を施工する工法に本願発明
を適用した場合、十数ｍに接近した状態からでもシール
ド機の方向制御が容易にできるために、シールド機どう
しの芯すれと軸芯を修正し、２台のシールド機の前面ど
うしが平行になるようにシールド機の方向を修正できる
。従って一方のシールド機の貫入リングの軸芯と他方の
シールド機の軸芯を一致さＵ”ることかでき、貫入リン
グを正確にシールド機に貫入してシールドトンネルを接
合できる効果がる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、本発明の一実施例を説明するための
もので、第１図はシールド機による掘削進行状態を示す
断面図、第２図はシールド機の方向を修正している状態
を示す断面図、第３図ないし第６図は本発明の出願人が
先に提案しているトンネルの接合工法を示すもので、第
３図は掘削中のシールド機が接近した状態を示す断面図
、第４図は接近したシールド機のカッタ装置を縮小した
状態を示す断面図、第５図は貫入リングの在人状態を示
す断面図、第６図はトンネル接合部の接合状態を示す断
面図である。 ５Ｉ・・・・・・シールド機、 ５２・・・・・・スキンプレート、５３・・・・・・カ
ッタ装置、５３Ｂ・・・・オーバカッタ、 ５５．５５°・・・・・・吸送管、 ５６．５６′・・・・・・開閉弁、 ５７．５７’・・・・・・ポンプ、　　６０・・・・・
・セグメント、６１・・・・・・掘削孔、　　　　６２
・・・・・・泥土ゾーン、１．２・・・・・・シールド
機、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シールド機の前部のカッタ装置に設けたオーバカッタを
   用いてシールド機のスキンプレートより大きな径の掘削
   孔を余掘するとともに、スキンプレートの外周部に通じ
   てシールド機に設けられた吸送管により前記余掘部分に
   作泥材を注入してスキンプレートの外周部を泥土で覆っ
   た後に、シールド機を曲選させようとする側の泥土を前
   記吸送管を介してスキンプレート内に吸引するとともに
   反対側のスキンプレートの外側に吸送管を介して圧送し
   、泥土を移動させることによりシールド機の方向制御を
   行うことを特徴とする泥土の移動によるシールド機の方
   向制御方法。