WO2006003915A1 - トンネル構築工法のシールド機の発進方法 - Google Patents

トンネル構築工法のシールド機の発進方法 Download PDF

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WO2006003915A1
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shield machine
starting
reaction force
shield
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PCT/JP2005/011917
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English (en)
French (fr)
Inventor
Keizo Miki
Masataka Hayashi
Fumiyuki Yokomizo
Komei Sakamoto
Seiji Hatachi
Masahiro Yoshida
Sadafumi Inoue
Original Assignee
Obayashi Corporation
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Publication date
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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/0621Shield advancing devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for starting a shield machine for a tunnel construction method used when underpassing a road, for example, and in particular, for starting a shield machine for a tunnel construction method for starting a shield machine with ground force as well. Regarding the method.
  • a start shaft and a reach shaft that are deeper than the outer diameter of the shield machine are constructed on both sides of a road, etc., and a shield machine is installed in the start shaft.
  • a bearing wall By constructing a bearing wall on the inner surface, installing a temporary assembly segment between this bearing wall and the shield jack of the shield machine, and taking the reaction force of the propulsion force of the shield jack by this temporary assembly segment,
  • a tunnel construction method that starts the excavation by starting the vertical shaft force (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 JP-A-10-184268
  • the present invention has been made in view of the conventional problems as described above, and can shorten the construction period, reduce the construction cost, and also block traffic to prevent the surroundings.
  • the present invention employs the following means in order to solve the above-described problems.
  • the invention according to claim 1 is a tunnel construction that constructs a tunnel that underpasses a road or the like, for example, by laying segments sequentially in the excavated portion while excavating the ground using a shield machine.
  • a method of starting a shield machine for the construction method where a ground starting part for starting the shield machine is provided at the part that will be approached to the tunnel, and the reaction force that takes the reaction force at the start of the shield machine on the ground of the ground starting part Means is provided.
  • the ground start part is provided in the approach part to the tunnel, and the reaction force means is provided on the ground of the ground start part. The reaction force of can be taken. Accordingly, since the shield machine can be started on the ground, it is not necessary to construct a starting shaft, a reaching shaft, a bearing wall in the starting shaft, or a temporary assembly segment.
  • the invention according to claim 2 is the method of starting the shield machine of the tunnel construction method according to claim 1, wherein the reaction force means is a pedestal installed on the ground of the ground starting part It is characterized by that. According to the method for starting a shield machine of the tunnel construction method according to the present invention, it is possible to take a reaction force when starting the shield machine on the ground by a stand installed on the ground of the ground starting part.
  • the invention according to claim 3 is a method for starting a shield machine of the tunnel construction method according to claim 2, wherein the frame is a counter load for taking a reaction force at the start of the shield machine. And a starting stand that supports the weight of the shield machine when starting.
  • the reaction force when starting the shield machine on the ground can be taken by the counter reaction base of the mount installed on the ground of the ground start part, It is possible to support the weight of the shield machine at the start by the start stand.
  • the invention according to claim 4 is a starting method of the shield machine of the tunnel construction method according to claim 2 or 3, wherein a plurality of piles are driven on the ground of the ground starting portion, The reaction force at the start of the shield machine is taken by the pile.
  • the reaction force of the gantry can be taken by a plurality of piles placed on the ground of the ground start part, and the shield machine is started when the shield machine is started. It is possible to prevent the mount from sinking due to its own weight.
  • the invention according to claim 5 is a method for starting the shield machine of the tunnel construction method according to claim 2 or 3, wherein a plurality of anchors are placed on the ground of the ground starting portion, and the anchor is fixed. Therefore, the reaction force of the gantry is taken.
  • the reaction force of the gantry can be taken by a plurality of anchors placed on the ground of the ground start part.
  • the invention according to claim 6 is a method for starting the shield machine of the tunnel construction method according to claim 2 or 3, wherein the lower ground or the back side ground of the ground starting portion is improved, and this improvement is achieved. It is configured to take the reaction force of the gantry by the ground.
  • the reaction force of the gantry can be taken by the improved ground obtained by improving the lower ground of the ground starting part or the back side ground, and the lower ground of the ground starting part.
  • the invention according to claim 7 is a starting method of the shield machine of the tunnel construction method according to claim 2 or 3, wherein the reaction force of the gantry is applied by pavement located on the back side of the ground starting portion. It is characterized by being configured to take.
  • the start method of the shield machine of the tunnel construction method it is possible to take the reaction force of the gantry without performing complicated work such as placing anchors or improving the ground. wear.
  • the invention according to claim 8 is a method for starting a shield machine of the tunnel construction method according to any one of claims 2 to 7, wherein a segment laid on the ground of the ground starting portion is set in front. It is characterized by being configured to be fixed to the gantry via fixing means.
  • the segment laid on the ground of the ground start part is fixed to the gantry by the fixing means.
  • the segment is taken up by the segment, it is possible to prevent the segment from lifting up.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of a shield machine start method of a tunnel construction method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a modification of the start method of the shield machine in the tunnel construction method according to the present invention.
  • FIG. 5 (a) and (b) are cross-sectional views showing examples for taking the reaction force of the gantry.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example for taking the reaction force of the gantry.
  • FIG. 7 is a sectional view showing still another example for taking the reaction force of the gantry.
  • FIGS. 1 to 4 show an embodiment of the shield construction start method of the tunnel construction method according to the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an approach portion of the tunnel
  • FIG. Fig. 3 is a front view of Fig. 1
  • Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 1
  • Fig. 4 is a front view showing the state of the shield machine at the start.
  • the shield machine launch method of this tunnel construction method is effective for starting a shield machine from the ground, for example, when constructing a tunnel that underpasses an existing road or the like. .
  • the end of one approach to the tunnel that underpasses a road or the like is the ground start unit 1 of the shield machine 20, and the other approach unit.
  • the reaction force means 4 is installed on the ground 2 of the ground starting part 1 to take the reaction force when the shield machine 20 starts the ground.
  • the reaction force means 4 is a gantry 5 configured by combining a plurality of steel materials, and a shield jack 42 of a shield machine 20 described later is supported by a part of the gantry 5 so that the shield machine 20 is started. Reaction force can be taken, and the shield machine 20 can be started on the ground.
  • the gantry 5 is installed on the ground 2 of the ground starting part 1 via the concrete base 3. In addition, when the ground 2 of the ground starting part 1 is hard, the base 5 may be installed directly on the ground 2 without using the base 3.
  • the gantry 5 is provided with a reaction base 6 for taking a reaction force when the shield machine 20 starts, and a weight for supporting the weight of the shield machine 20 when starting. And a starting stand 11.
  • the anti-casing base 6 and the start base 11 may be formed separately and installed on the ground 2 of the ground starting part 1 or may be formed integrally and installed on the ground 2 ( In this embodiment, it is formed separately and installed on the ground 2).
  • the counter cradle 6 includes a pair of legs 7 and 7 installed substantially parallel to the propulsion direction of the shield machine 20, and both legs 7 and 7 between the center portions of the legs 7 and 7 in the longitudinal direction.
  • a beam 8 installed to form a right angle, a column 9 erected vertically in the longitudinal center of each leg 7, and a rear surface side of each column 9 (on the rear side in the propulsion direction of the shield machine 20)
  • the brace 10 is constructed obliquely between the upper end of each surface 7 and one end in the longitudinal direction of each leg 7 (the end on the rear side in the propulsion direction of the shield machine 20).
  • the reaction base 6 having the above-described configuration is a shield jack of the shield machine 20 described later on the front side of each support column 9 (the front side in the propulsion direction of the shield machine 20).
  • the reaction force during the propulsion of the shield machine 20 can be taken, and the shield machine 20 can be started on the ground.
  • the number of legs 7 and beams 8 of the anti-cage stand 6 may be set appropriately depending on the condition of the ground 2 where there are no restrictions and the type of shield machine 20 to be used.
  • the start cradle 11 is installed between the legs 7 and 7 of the anti-cage cradle 6, and has three legs 12, 12, 12 installed substantially parallel to the propulsion direction of the shield machine 20, Two beams 13 and 13 installed between the rear ends of these legs 12, 12, and 12 (the end on the rear side in the propulsion direction of the shield machine 20) so as to form a right angle with the legs 12, 12, 12. It consists of.
  • Each leg 12 of the start base 11 is formed longer than each leg 7 of the anti-base 6 and the rear end of each leg 12 is flush with the rear end of each leg 7 of the anti-base 6
  • the front end of each leg 12 protrudes a predetermined length forward of the shield machine 20 in the propulsion direction of the shield machine 20 from the front end of each leg 7 of the anti-casing base 6. Installed.
  • the start receiving base 11 supports the weight of the shield machine 20 when the shield machine 20 starts from the ground, and prevents the shield machine 20 from sinking.
  • the number of legs 12 and beams 13 of the launch pad 11 may be set appropriately depending on the ground 2 where there are no restrictions and the type of shield machine 20 used.
  • a plurality of piles 14 are placed on the ground 2 corresponding to the legs 7 and the beams 8 of the counter cradle 6, respectively.
  • Each leg 7 and beam 8 are integrally connected to the upper portion of the frame by means of welding, bolts or the like.
  • the pile 14 may be a well-known steel pipe pile, reinforced concrete pile, prestressed pile, or the like, as long as it can support each leg 7 and beam 8. There are no particular restrictions on the method for placing the piles 14. It is possible to use well-known placement methods according to the type of piles 14 to be used.
  • the anti-load is caused by the weight of the shield machine 20 when the shield machine 20 starts. Seal that can prevent the cradle 6 from sinking and is not affected by the condition of the ground 2
  • the ground plane 20 can also be launched.
  • a plurality of piles 14 are placed on the ground 2 corresponding to the legs 12 and the beams 13 of the start receiving base 11, respectively.
  • Each leg 12 and beam 13 are integrally connected to the upper part of the frame by connecting means such as welding and bolts.
  • the pile 14 uses a well-known steel pipe pile, reinforced concrete pile, prestressed pile, etc., which is not particularly limited as long as it can support each leg 12 and beam 13. Can.
  • a well-known placement method corresponding to the type of pile 14 to be used can be used.
  • the pile 14 may be driven as necessary.
  • the legs 14 and the beams 8 are integrally connected to the upper portion of the pile 14 by connecting means such as welding and bolts, so that the pile 14 and the anti-load receiving base 6 are directly connected.
  • the present invention is not limited to this, the head of the pile 14 is kept at the middle part of the base 3, and the pile 14 and the anti-loading base 6 are indirectly connected via the base 3. Can also be connected (not shown).
  • each leg 7 and beam 8 of the counter cradle 6 and each leg 12 and beam 13 of the start cradle 11 are connected to each leg 7 and 12 and beams 8 and 13 as shown in FIG.
  • a plurality of anchors 15 are installed obliquely on the corresponding ground 2 part, and the legs 7, 12 and beams 8, 13 are fixed to the anchor 15 via fixing means such as welding and bolts. Also good.
  • a rail 17 is laid on top of each leg 7, 12 and beams 8, 13 of the base 5 of the base 5 and the start base 11 via sleepers 16, and the locomotive is placed on the rail 17.
  • 18 is configured to be able to travel, and equipment such as loading and unloading of equipment and discharging of excavated earth and sand can be performed via this locomotive 18.
  • the shield machine 20 includes a machine main body 21 provided with cutters 29 and 36 for excavating the ground 2, a power unit 40 for propelling the machine main body 21, and a machine It comprises a connecting means 44 for connecting the main body 21 and the power unit 40.
  • the machine main body 21 is arranged in a rectangular cylindrical front body 22 and a predetermined combination vertically and horizontally in the front body 22, and each can independently protrude and retract from the front body 22, and each is independent.
  • main shields 25 that can be driven, and main shields 25 at both ends in the width direction and the front fuselage 22, and each can independently protrude from the front fuselage 22, and each And a plurality of rectangular side shields 32 that can be driven independently.
  • each main shield 25 and each side shield 32 are slidably provided, and can be projected and retracted from the front body 22 in the forward direction.
  • Each main shield 25 and each side shield 32 are configured to be able to protrude and retract from the front body 22 independently.
  • a partition wall integral with the previous month's body 22 may be provided between the main shields 25 and between the main shield 25 and the side shields 32.
  • Each main shield 25 is provided between a rectangular shield main body 26 slidably provided in the front body 22 and between the shield body 26 and the front body 22, and moves the shield body 26 forward and backward.
  • the slide jack 27 is provided rotatably on the front side of the shield body 26, and has a cutter head 28 having a cutter 29 at the tip, a drive source 30 provided in the shield body 26, and a drive force of the drive source 30. And a power transmission mechanism 31 that transmits the power to the cutter head 28.
  • Each side shield 32 is a rectangular shield body 33 slidably provided in the front body 22, and is provided between the shield body 33 and the front body 22 to slide the shield body 33 forward and backward.
  • the jack 34 is provided rotatably on the front side of the shield body 33, and the cutter head 35 having the cutter 36 at the tip, the drive source 37 provided on the shield body 33, and the drive force of the drive source 37 are And a power transmission mechanism 38 for transmitting to the cutter head 35.
  • a discharge device 39 for discharging the excavated earth and sand is connected to the shield body 26 of each main shield 25 and the shield body 33 of each side shield 32, respectively.
  • the discharge device 39 includes, for example, a thread combination of a screw conveyor and a pressure pump.
  • the power unit 40 includes a rectangular cylindrical rear body 41 connected to the rear part of the front body 22 of the machine main body part 21 via connection means 44, and shield machines provided at four corners in the rear body 41. It is equipped with a plurality of shield jacks 42 that promote the whole 20!
  • the connecting means 44 includes a connecting joint (not shown) for connecting the front body 22 and the rear body 41 so as to be relatively bent in the vertical direction and the left-right direction, and the front body 22 and the rear body 41. Between the front body 22 and the rear body 41, and a relative bending angle in the up-down direction and the left-right direction is set to a predetermined value.
  • a segment assembling device 43 is provided inside the rear body 41. By this segment assembling device 43, the segments 47 are sequentially assembled on the inner surface of the excavated portion, and the inner wall of the segment 47 is constructed.
  • each shield jack 42 is connected to the counter load receiving base 6. Abut against the front side of each column 9 and actuate the shield jack 42 to apply the reaction force by the counter-cage 6 and actuate the side shield 32 of the machine body 21 or the main shield 25 to cut the cutter.
  • the shield machine 20 starts the ground starting force, and the excavation of the ground 2 is started by the cutters 36 and 29 at the tips of the cutter heads 35 and 28.
  • each shield jack 42 of the shield machine 20 by bringing the rear end portion of each shield jack 42 of the shield machine 20 into contact with the counter load receiving base 6, the reaction force at the start of the shield machine 20 can be taken.
  • leg 7 and the beam 8 of the counter cradle 6 of the gantry 5 and the leg 12 and the beam 13 of the start cradle 11 are respectively mounted on the gantry 5 by a plurality of piles 14 or anchors 15 placed on the ground 2.
  • the reaction force at the start of the shield machine 20 can be reliably obtained without being affected by the condition of the ground 2.
  • a tunnel that underpasses the road can be constructed by starting and reaching the ground.
  • it is possible to construct a tunnel that underpasses the road without excavating the road it is possible to construct a tunnel without blocking traffic, and the construction affects the surrounding living environment. None like that.
  • FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views showing another example for taking the reaction force of the gantry.
  • the lower ground of the ground starting portion 1 is improved, and the improved ground 50 is used to take the reaction force of the gantry 5.
  • the reaction force of the gantry 5 can be obtained by the improved ground 50 below the ground starting part 1, and the gantry sinks due to the weight of the shield machine when the shield machine 20 starts. it can.
  • a plurality of H-shaped steels 48, 48 are vertically arranged as core material in the improved ground 50, and in the example of FIG. 5 (b), there is no core material.
  • FIG. 5 (a) for example, a plurality of H-shaped steels 48, 48 are vertically arranged as core material in the improved ground 50, and in the example of FIG. 5 (b), there is no core material.
  • the receiving portion 7A that directly or indirectly contacts the legs 7 and 7 provided in the counter load receiving base 6.
  • the receiving part 7A can be provided at the front side edge of the legs 7 and 7 as shown in the figure, and can be brought into contact with the front edge of the improved ground 50. It can also be contacted so as to be embedded in the middle part of the ground 50. Note that the receiving portion 7A can also be provided in the example of FIG.
  • FIG. 6 shows a configuration in which the back side ground of the ground starting portion 1 is improved and the reaction force of the gantry 5 is taken by the improved ground 50.
  • the reaction force of the gantry 5 is taken by the pavement 52 located on the back side of the ground starting part 1. More specifically, the rear side edges of the legs 7, 7 included in the counter cradle 6 are in direct or indirect contact with the front edge of the pavement 52. Also in this example, it is preferable to integrally provide a receiving portion 7A that directly or indirectly abuts the front end edge of the pavement 52 at the rear side end portions of the legs 7 and 7 provided in the anti-cage receiving base 6.
  • the tunnel applying the tunnel construction method according to the present invention is applied to the construction of the tunnel that underpasses the road.
  • the present invention may be applied to the construction of tunnels such as underground parking lots, and in this case, the same operation and effects are achieved.

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Abstract

 シールド機を用いて地盤を掘進しながら、掘削した部分に順次セグメントを敷設することにより、道路等をアンダーパスするトンネルを構築するトンネル構築工法のシールド機の発進方法であって、トンネルへのアプローチとなる部分に地上発進部1を設け、その地盤2上にシールド機20の発進時の反力をとる反力手段4を設ける。反力手段4は、地上発進部1の地盤2上に設置される架台5であって、架台5は、シールド機20の発進時の反力をとる反力受台6と、シールド機20の発進時の自重を支持する発進受台11とから構成される。反力受台6及び発進受台11は、地盤2に打設した複数の杭14によって支持され、シールド機20の自重によって沈下するのが防止される。

Description

明 細 書
トンネル構築工法のシールド機の発進方法
技術分野
[0001] 本発明は、例えば道路等をアンダーパスする際に用いられるトンネル構築工法のシ 一ルド機の発進方法に関し、特に、地上力もシールド機を発進させるためのトンネル 構築工法のシールド機の発進方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、道路等をアンダーパスするトンネルを構築するトンネル構築工法の一例とし て、トンネルを構築する部分の全体を開削し、開削した部分にトンネルを構築し、そ の後に開削した部分を埋め戻すように構成したトンネル構築工法が知られている。
[0003] しかし、このようなトンネル構築工法にあっては、掘削する土量が多ぐその排出、 埋め戻しに非常に手間がかかり、ェ期が長くなるとともに、工事費が高くついてしまう 。また、交通を遮断して作業を行わなければならないため、周辺の生活環境に影響 を及ぼしてしまう。
[0004] 一方、トンネル構築工法の他の例として、道路等の両側にシールド機の外径よりも 深い発進立坑及び到達立坑を構築し、発進立坑内にシールド機を設置し、この発進 立坑の内面に支圧壁を構築し、この支圧壁とシールド機のシールドジャッキとの間に 仮組セグメントを設置し、この仮組セグメントによりシールドジャッキの推進力の反力を とることにより、シールド機を発進立坑力 発進させて掘進を開始させるように構成し たトンネル構築工法が知られている(例えば、特許文献 1参照。 ) o
[0005] このような構成のトンネル構築工法にあっては、道路を開削する必要がないので、 交通を遮断する必要はなぐ周辺の生活環境に影響を及ぼすようなことはないもので ある。
特許文献 1 :特開平 10— 184268号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] しかし、道路等の両側への発進立坑及び到達立坑の構築、発進立坑への支圧壁 の構築、仮組セグメントの設置等に手間がかかり、工期が長くなるとともに、工事費が 高くついてしまう。また、発進立坑の構築、到達立坑の構築等を行う際に騒音、振動 を伴うため、周辺の生活環境に影響を及ぼしてしまう。
[0007] 本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、工期を短縮する ことができるとともに、工事費を安く抑えることができ、また、交通を遮断して周辺の生 活環境に影響を及ぼすことなぐさらに、騒音や振動を小さく抑えることができて、周 辺の生活環境への影響を少なくすることができるトンネル構築工法のシールド機の発 進方法を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明は、上記のような課題を解決するために、以下のような手段を採用している。
[0009] すなわち、請求項 1に係る発明は、シールド機を用いて地盤を掘進しながら、掘削 した部分に順次セグメントを敷設することにより、例えば道路等をアンダーパスするト ンネルを構築するトンネル構築工法のシールド機の発進方法であって、トンネルへの アプローチとなる部分にシールド機を発進させる地上発進部を設け、該地上発進部 の地盤上にシールド機の発進時の反力をとる反力手段を設けたことを特徴とする。 本発明によるトンネル構築工法のシールド機の発進方法によれば、トンネルへのァ ブローチ部に地上発進部を設け、この地上発進部の地盤上に反力手段を設けること により、シールド機の発進時の反力をとることができることになる。従って、シールド機 を地上力 発進させることが可能となるので、発進立坑の構築、到達立坑の構築、発 進立坑内への支圧壁の構築、仮組セグメントの設置等が不要となる。
[0010] 請求項 2に係る発明は、請求項 1に記載のトンネル構築工法のシールド機の発進 方法であって、前記反力手段は、前記地上発進部の地盤上に設置される架台である ことを特徴とする。 本発明によるトンネル構築工法のシールド機の発進方法によれ ば、地上発進部の地盤上に設置した架台によりシールド機を地上発進させる際の反 力をとることがでさること〖こなる。
[0011] 請求項 3に係る発明は、請求項 2に記載のトンネル構築工法のシールド機の発進 方法であって、前記架台は、前記シールド機の発進時の反力をとるための反カ受台 と、前記シールド機の発進時の自重を支持する発進受台とからなることを特徴とする 本発明によるトンネル構築工法のシールド機の発進方法によれば、地上発進部の 地盤上に設置した架台の反カ受台によりシールド機を地上発進させる際の反力をと ることができるとともに、発進受台によりシールド機の発進時の自重を支持することが でさること〖こなる。
[0012] 請求項 4に係る発明は、請求項 2又は 3に記載のトンネル構築工法のシールド機の 発進方法であって、前記地上発進部の地盤に複数の杭を打設し、この複数の杭によ つて前記シールド機の発進時の反力をとることを特徴とする。
本発明によるトンネル構築工法のシールド機の発進方法によれば、地上発進部の 地盤に打設した複数の杭によって架台の反力をとることができるとともに、シールド機 の発進の際に、シールド機の自重によって架台が沈下するのを防止できる。
[0013] 請求項 5に係る発明は、請求項 2又は 3に記載のトンネル構築工法のシールド機の 発進方法であって、前記地上発進部の地盤に複数のアンカーを打設し、このアンカ 一によつて前記架台の反力をとることを特徴とする。
本発明によるトンネル構築工法のシールド機の発進方法によれば、地上発進部の 地盤に打設した複数のアンカーによって架台の反力をとることができる。
[0014] 請求項 6に係る発明は、請求項 2又は 3に記載のトンネル構築工法のシールド機の 発進方法であって、前記地上発進部の下方地盤または背面側地盤を改良し、この改 良地盤によって前記架台の反力をとるように構成したことを特徴とする。
本発明によるトンネル構築工法のシールド機の発進方法によれば、地上発進部の 下方地盤または背面側地盤を改良した改良地盤によって架台の反力をとることがで きるとともに、地上発進部の下方地盤を改良した場合には、シールド機の発進の際に
、シールド機の自重によって架台が沈下するのを防止できる。
[0015] 請求項 7に係る発明は、請求項 2又は 3に記載のトンネル構築工法のシールド機の 発進方法であって、前記地上発進部の背面側に位置する舗装によって前記架台の 反力をとるように構成したことを特徴とする。
本発明によるトンネル構築工法のシールド機の発進方法によれば、アンカーを打設 したり、地盤改良を施すといった繁雑な作業を行うことなぐ架台の反力をとることがで きる。
[0016] 請求項 8に係る発明は、請求項 2から 7の何れかに記載のトンネル構築工法のシー ルド機の発進方法であって、前記地上発進部の地盤上に敷設されるセグメントを前 記架台に固定手段を介して固定するように構成したことを特徴とする。
本発明によるトンネル構築工法のシールド機の発進方法によれば、地上発進部 の地盤上に敷設されるセグメントは、固定手段によって架台に固定されることになる ので、シールド機の推進時の反力をセグメントによってとる際に、セグメントが浮き上 力 ¾のを防止できることになる。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]本発明によるトンネル構築工法のシールド機の発進方法の一実施の形態を示 した概略平面図である。
[図 2]図 1の正面図である。
[図 3]図 1の A— A線断面図である。
[図 4]本発明によるトンネル構築工法のシールド機の発進方法の変形例を示した概 略図である。
[図 5] (a) , (b)は架台の反力をとるための例を示す断面図である。
[図 6]は架台の反力をとるための他の例を示す断面図である。
[図 7]は架台の反力をとるためのさらに他の例を示す断面図である。
符号の説明
[0018] 1 地上発進部、 2 地盤、 3 基台、 4 反力手段、 5 架台、
6 反カ受台、 7、 12 脚、 8、 13 梁、 9 支柱、
11 発進受台、 14 杭、 15 アンカー、 20 シールド機、
21 機械本体部、 22 前胴体、 25 主シールド、
26、 33 シールド本体、 32 側部シールド、 47 セグメント
発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図 1〜図 4には、本発明によるトンネル構築工法のシールド機の発進方法の一実施 の形態が示されていて、図 1はトンネルのアプローチ部を示す概略平面図、図 2は図 1の正面図、図 3は図 1の A— A線断面図、図 4はシールド機の発進時の状態を示す 正面図である。
[0020] すなわち、このトンネル構築工法のシールド機の発進方法は、例えば、既存の道路 等をアンダーパスするトンネルを構築する際に、地上カゝらシールド機を発進させるの に有効なものである。
[0021] 以下、図 1〜図 4を参照しながら、この実施の形態によるトンネル構築工法のシール ド機の発進方法について具体的に説明する。
[0022] まず、道路等 (この実施の形態においては道路を対象とする。)をアンダーパスする トンネルへの一方のアプローチ部の端部をシールド機 20の地上発進部 1とし、他方 のアプローチ部の端部を地上到達部(図示せず)とし、地上発進部 1の地盤 2上にシ 一ルド機 20の地上発進時の反力をとるための反力手段 4を設置する。
[0023] 反力手段 4は、複数の鋼材を組み合わせて構成した架台 5であって、架台 5の一部 で後述するシールド機 20のシールドジャッキ 42を支持することにより、シールド機 20 の発進時の反力をとることができ、シールド機 20を地上発進させることが可能となる。 架台 5は、地上発進部 1の地盤 2上にコンクリート製の基台 3を介して設置される。な お、地上発進部 1の地盤 2が硬質の場合には、基台 3を介さずに直接に地盤 2上に 架台 5を設置しても良い。
[0024] 架台 5は、図 1〜図 3に示すように、シールド機 20の発進時の反力をとるための反 カ受台 6と、シールド機 20の発進時の自重を支持するための発進受台 11とを備えて いる。反カ受台 6及び発進受台 11は、それぞれ別体に形成して地上発進部 1の地盤 2上に設置しても良いし、一体に形成して地盤 2上に設置しても良い(この実施の形 態にお 、ては別体に形成して地盤 2上に設置して 、る。)。
[0025] 反カ受台 6は、シールド機 20の推進方向に対して略平行に設置される一対の脚 7 、 7と、両脚 7、 7の長手方向の中央部間に両脚 7、 7と直角をなすように架設される梁 8と、各脚 7の長手方向の中央部に垂直に立設される支柱 9と、各支柱 9の後面側(シ 一ルド機 20の推進方向後方側の面)の上端部と各脚 7の長手方向の一端部 (シール ド機 20の推進方向後方側の端部)との間に斜めに架設される筋交 10とから構成され る。 [0026] 上記のような構成の反カ受台 6は、図 4に示すように、各支柱 9の前面側(シールド 機 20の推進方向前方側の面)で後述するシールド機 20のシールドジャッキ 42の後 端部を支持し、これによりシールド機 20の推進時の反力をとることができ、シールド機 20を地上発進させることが可能となる。反カ受台 6の脚 7、梁 8の本数は、特に制限 はなぐ地盤 2の状態、使用するシールド機 20の種類等に応じて適宜の本数とすれ ば良い。
[0027] 発進受台 11は、反カ受台 6の両脚 7、 7間に設置され、シールド機 20の推進方向 に対して略平行に設置される 3本の脚 12、 12、 12と、それらの脚 12、 12、 12間の後 端部 (シールド機 20の推進方向後方側の端部)間に脚 12、 12、 12と直角をなすよう に架設される 2本の梁 13、 13とから構成される。
[0028] 発進受台 11の各脚 12は、反カ受台 6の各脚 7よりも長く形成され、各脚 12の後端が 反カ受台 6の各脚 7の後端と面一となり、各脚 12の前端が反カ受台 6の各脚 7の前 端よりもシールド機 20の推進方向前方に所定の長さ突出するように、反カ受台 6の 両脚 7、 7間に設置される。
[0029] 発進受台 11は、図 4に示すように、シールド機 20の地上発進の際にシールド機 20 の自重を支持し、シールド機 20が沈下するのを防止している。発進受台 11の脚 12、 梁 13の本数は、特に制限はなぐ地盤 2の状態、使用するシールド機 20の種類等に 応じて適宜の本数とすれば良!ヽ。
[0030] 反カ受台 6の各脚 7及び梁 8に対応する地盤 2の部分には、図 2及び図 3に示すよ うに、それぞれ複数本の杭 14が打設され、これらの杭 14の上部に各脚 7及び梁 8が 溶接、ボルト等の連結手段により一体に連結されて 、る。
[0031] 杭 14は、各脚 7及び梁 8を支持できるものであれば特に制限はなぐ周知の鋼管杭 、鉄筋コンクリート杭、プレストレスト杭等を使用することができる。杭 14の打設方法も 特に制限はなぐ使用する杭 14の種類に応じた周知の打設方法を使用することがで きる。
[0032] 上記のように地盤 2に打設した複数の杭 14によって反カ受台 6の各脚 7及び梁 8を 支持することにより、シールド機 20の発進時にシールド機 20の自重によって反カ受 台 6が沈下するのを防止することができ、地盤 2の状態に影響されることなぐシール ド機 20を地上力も発進させることができる。
[0033] 発進受台 11の各脚 12及び梁 13に対応する地盤 2の部分には、図 2及び図 3に示 すように、それぞれ複数本の杭 14が打設され、これらの杭 14の上部に各脚 12及び 梁 13が溶接、ボルト等の連結手段により一体に連結されている。
[0034] 杭 14は、反カ受台 6の杭 14と同様に、各脚 12及び梁 13を支持できるものであれ ば特に制限はなぐ周知の鋼管杭、鉄筋コンクリート杭、プレストレスト杭等を使用す ることができる。また、杭 14の打設方法も特に制限はなぐ使用する杭 14の種類に応 じた周知の打設方法を使用することができる。
[0035] 上記のように地盤 2に打設した複数の杭 14によって発進受台 11の各脚 12及び梁 1 3を支持することにより、シールド機 20の発進時にその反力をとることができるとともに 、シールド機 20の自重によって発進受台 11が沈下するのを防止することができ、地 盤 2の状態に影響されることなぐシールド機 20を地上力 掘進させることができる。
[0036] なお、杭 14は、必要に応じて打設すれば良 、。また、上述した実施形態では、杭 14 の上部に各脚 7及び梁 8が溶接、ボルト等の連結手段により一体に連結することによ り、杭 14と反カ受台 6とを直接連結したものを例示したが、本発明は、これに限定さ れるものではなぐ杭 14の頭部を基台 3の中間部にとどめ、杭 14と反カ受台 6とを基 台 3を介して間接的に連結することもできる(図示せず)。
[0037] なお、反カ受台 6の各脚 7及び梁 8、発進受台 11の各脚 12及び梁 13を、図 4に示 すように、各脚 7、 12及び梁 8、 13に対応する地盤 2の部分に斜めに複数のアンカー 15を打設し、このアンカー 15に溶接、ボルト等の固定手段を介して各脚 7、 12及び 梁 8、 13を固定するように構成しても良い。
[0038] 架台 5の反カ受台 6及び発進受台 11の各脚 7、 12及び梁 8、 13の上部には、枕木 16を介してレール 17が敷設され、このレール 17上を機関車 18が走行可能に構成さ れ、この機関車 18を介して機材の搬入、搬出、掘削した土砂の排出等の作業を行う ことができる。
[0039] シールド機 20は、図 4に示すように、地盤 2を掘削するためのカッター 29、 36を備 えた機械本体部 21と、機械本体部 21を推進させるための動力部 40と、機械本体部 21と動力部 40とを連結する連結手段 44とから構成されている。 [0040] 機械本体部 21は、矩形筒状の前胴体 22と、前胴体 22内に縦横に所定の組合せ で配列されるとともに、各々が独立して前胴体 22から出没可能、かつ各々が独立し て駆動可能な複数の矩形状の主シールド 25と、幅方向の両端の主シールド 25と前 胴体 22との間に設けられるとともに、各々が独立して前胴体 22から出没可能、かつ 各々が独立して駆動可能な複数の矩形状の側部シールド 32とを備えて 、る。
[0041] 前胴体 22の内部は、各主シールド 25及び各側部シールド 32がスライド自在に設 けられ、前胴体 22からその前方に向力つて出没可能に構成されている。各主シール ド 25及び各側部シールド 32は、独立して前胴体 22から出没可能に構成されて 、る 。なお、各主シールド 25間、及び主シールド 25と側部シールド 32との間には、前月同 体 22と一体の隔壁を設けることもできる。
[0042] 主シールド 25の配列は、構築するトンネルの掘削断面の形状、大きさ等に応じて適 宜の組合せとすることができ、例えば、縦 X横 = 2 (段) X 3 (列)、 2 (段) X 5 (列)、 3 ( 段) X 3 (列)等とすることができる。
[0043] 各主シールド 25は、前胴体 22内にスライド自在に設けられる矩形状のシールド本 体 26と、シールド本体 26と前胴体 22との間に設けられて、シールド本体 26を進退さ せるスライドジャッキ 27と、シールド本体 26の前面側に回転可能に設けられるととも に、先端部にカッター 29を有するカッターヘッド 28と、シールド本体 26に設けられる 駆動源 30と、駆動源 30の駆動力をカッターヘッド 28に伝達する動力伝達機構 31と を備えている。
[0044] 各側部シールド 32は、前胴体 22内にスライド自在に設けられる矩形状のシールド 本体 33と、シールド本体 33と前胴体 22との間に設けられて、シールド本体 33を進退 させるスライドジャッキ 34と、シールド本体 33の前面側に回転可能に設けられるととも に、先端部にカッター 36を有するカッターヘッド 35と、シールド本体 33に設けられる 駆動源 37と、駆動源 37の駆動力をカッターヘッド 35に伝達する動力伝達機構 38と を備えている。
[0045] 各主シールド 25のシールド本体 26及び各側部シールド 32のシールド本体 33には 、掘削した土砂を排出するための排出装置 39がそれぞれ接続されている。排出装置 39は、例えば、スクリューコンベアと圧送ポンプとの糸且合せ等が挙げられる。 [0046] 動力部 40は、機械本体部 21の前胴体 22の後部に連結手段 44を介して連結され る矩形筒状の後胴体 41と、後胴体 41内の 4隅に設けられてシールド機全体 20を推 進させる複数のシールドジャッキ 42とを備えて!/、る。
[0047] 連結手段 44は、前胴体 22と後胴体 41とを、上下方向及び左右方向に相対的に屈 曲自在に連結する連結継手(図示せず)と、前胴体 22と後胴体 41との間に設けられ て、前胴体 22の後胴体 41に対する上下方向及び左右方向への相対的な屈曲角度 を所定の値に設定する中折れジャッキ 45とから構成されて 、る。
[0048] 後胴体 41の内側にはセグメント組立装置 43が設けられ、このセグメント組立装置 4 3により、掘削した部分の内面に順次セグメント 47が組み立てられ、セグメント 47によ る内壁が構築される。
[0049] そして、図 4に示すように、上記のように構成したシールド機 20を架台 5の発進受台 11の上部に位置し、各シールドジャッキ 42の後端部を反カ受台 6の各支柱 9の前面 側に当接させ、シールドジャッキ 42を作動させて反カ受台 6によって反力をとるととも に、機械本体部 21の側部シールド 32又は主シールド 25を作動させてカッターヘッド 35、 28を回転駆動させることにより、シールド機 20が地上発進部力も発進されるとと もに、カッターヘッド 35、 28の先端部のカッター 36、 29によって地盤 2の掘削が開始 される。
[0050] この場合、シールド機 20の各シールドジャッキ 42の後端部を反カ受台 6に当接さ せることにより、シールド機 20の発進時の反力をとることができるので、地上発進部 1 に発進立坑を構築したり、発進立坑内に支圧壁を構築したり、支圧壁と発進立坑との 間に仮組セグメントを設置したりする作業が不要となる。従って、工事全体の工程数 を少なくすることができるので、工期を短縮することができるとともに、工事費を安く抑 えることができる。
[0051] また、架台 5の反カ受台 6の脚 7及び梁 8、及び発進受台 11の脚 12及び梁 13は、 それぞれ地盤 2に打設した複数の杭 14又はアンカー 15によって架台 5の反力をとつ ているので、シールド機 20の自重によって沈下するようなことはなぐシールド機 20 の発進時の反力を確実にとることができ、地盤 2の状態に影響されることなぐ地上発 進、地上到達により道路をアンダーパスするトンネルを構築することができる。 [0052] また、道路を開削することなぐ道路をアンダーパスするトンネルを構築することがで きるので、交通を遮断することなくトンネルを構築することができ、工事によって周辺 の生活環境に影響を与えるようなことはな 、。
[0053] そして、シールド機 20により地盤 2を掘削しながら、掘削した部分にセグメント 47を 敷設する場合には、地上発進部 1に敷設するセグメント 47をボルト等の固定手段によ り架台 5側に固定することができるので、シールドジャッキ 42の後端部を反カ受台 6 力もセグメント 47の端面に変えても、セグメント 47が浮き上がるようなことはなぐ確実 に反力をとることができて、シールド機 20を推進させることができる。
[0054] 図 5 (a) , (b)は架台の反力をとるための他の例を示す断面図である。図 5 (a) , (b) の例は、地上発進部 1の下方地盤を改良し、この改良地盤 50によって架台 5の反力 をとるように構成している。これにより、地上発進部 1の下方の改良地盤 50によって架 台 5の反力をとることができ、シールド機 20の発進の際に、シールド機の自重によつ て架台が沈下するのを防止できる。図 5 (a)の例では、改良地盤 50中に芯材として例 えば複数の H型鋼 48、 48が鉛直配置されており、図 5 (b)の例では、芯材がない。芯 材がない図 5 (b)の例では、反カ受台 6が備える脚 7, 7に直接或いは間接的に当接 する受け部 7Aを一体的に設けることが好ましい。受け部 7Aは、同図のように脚 7, 7 の前面側端部に設けて改良地盤 50の前端縁に当接させることもできるし、脚 7, 7の 長手方向中間部に設けて改良地盤 50の中間部内に埋設するように当接させることも できる。なお、図 5 (a)の例でも受け部 7Aを設けることができる。
[0055] 図 6は、地上発進部 1の背面側地盤を改良し、この改良地盤 50によって架台 5の反 力をとるように構成している。この例においては、反カ受台 6が備える脚 7, 7の背面 側端部に改良地盤 50の前端縁に直接或いは間接的に当接する受け部 7Aを一体的 に設けることが好ましい。
[0056] 図 7の例は、地上発進部 1の背面側に位置する舗装 52によって架台 5の反力をとる ように構成している。具体的には、反カ受台 6が備える脚 7、 7の背面側端縁を舗装 5 2の前端縁に直接或いは間接的に当接している。この例においても、反カ受台 6が 備える脚 7, 7の背面側端部に舗装 52の前端縁に直接或いは間接的に当接する受 け部 7Aを一体的に設けることが好ましい。 また、前記の説明においては、道路をアンダーパスするトンネルの構築に本発明に よるトンネル構築工法のシールド機の発進方法を適用した力 その他の既存のものを アンダーノ スするトンネル、さら〖こは、地下駐車場などのトンネルの構築に本発明を 適用しても良いものであり、その場合にも、同様の作用効果を奏するものである。

Claims

請求の範囲
[1] シールド機を用いて地盤を掘進しながら、掘削した部分に順次セグメントを敷設す ることにより、トンネルを構築するトンネル構築工法のシールド機の発進方法であって トンネルへのアプローチとなる部分にシールド機を発進させる地上発進部を設け、 該地上発進部の地盤上にシールド機の発進時の反力をとる反力手段を設けたことを 特徴とするトンネル構築工法のシールド機の発進方法。
[2] 前記反力手段は、前記地上発進部の地盤上に設置される架台であることを特徴と する請求項 1に記載のトンネル構築工法のシールド機の発進方法。
[3] 前記架台は、前記シールド機の発進時の反力をとるための反カ受部と、前記シー ルド機の発進時の自重を支持する発進受部とからなることを特徴とする請求項 2に記 載のトンネル構築工法のシールド機の発進方法。
[4] 前記地上発進部の地盤に複数の杭を打設し、この複数の杭によって前記シールド 機の発進時の反力をとるように構成したことを特徴とする請求項 2又は 3に記載のトン ネル構築工法のシールド機の発進方法。
[5] 前記地上発進部の地盤に複数のアンカーを打設し、このアンカーによって前記架 台の反力をとることを特徴とする請求項 2又は 3に記載のトンネル構築工法のシール ド機の発進方法。
[6] 前記地上発進部の下方地盤または背面側地盤を改良し、この改良地盤によって前 記架台の反力をとるように構成したことを特徴とする請求項 2又は 3に記載のトンネル 構築工法のシールド機の発進方法。
[7] 前記地上発進部の背面側に位置する舗装によって前記架台の反力をとるように構 成したことを特徴とする請求項 2又は 3に記載のトンネル構築工法のシールド機の発 進方法。
[8] 前記地上発進部の地盤上に敷設されるセグメントを前記架台に固定手段を介して 固定するように構成したことを特徴とする請求項 2から 7の何れかに記載のトンネル構 築工法のシールド機の発進方法。
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