JP2976830B2 - シールド掘削機と到達立坑との接合方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シールド掘削機と到
達立坑との接合方法に関し、特に、到達立坑への到達時
において、到達口とスキンプレートの外周面との間の隙
間から地下水が流入するのを抑制する機能を具備したシ
ールド掘削機と到達立坑との接合方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シールド掘削機は、これを発進
立坑から発進させ、到達立坑に到達させることにより、
主として地下水の存在する軟弱な地盤に対して、これら
の立坑の間を連通するシールドトンネルを構築するため
に用いられるものである。そして、このシールド掘削機
の到達立坑への到達作業は、到達立坑の立坑壁に開口形
成した到達口に、シールド掘削機を貫通接続することに
より行われる。

【０００３】すなわち、この接続作業は、シールド掘削
機の到達立坑への到達位置の周囲の地盤を、予め、セメ
ント系や樹脂系等の注入材を用いて各種の地盤改良工法
により固化改良しておくとともに、シールド掘削機が到
達立坑の近くまで到達したら、その立坑壁の直前で停止
させた状態で、当該立坑壁を例えば内側よりはつって除
去することにより、シールド掘削機の外径に略等しい到
達口を開口形成し、その後シールドジャッキを駆動して
シールド掘削機をさらに前進し、到達口を貫通させるこ
とにより行われる。そして、到達口を貫通したシールド
掘削機は、一般に、到達口を横断する状態で停止し、例
えばスキンプレートの全部または一部を残してカッター
やその他の内部の機械類を解体撤去するとともに、接続
部分の覆工体やトンネル坑口部分の構築作業を行って接
続作業を終了する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の接続作業によれば、立坑壁をはつって除去する前
に、シールド掘削機の到達位置の周囲の地盤は、予め地
盤改良工法により固化改良されてはいるものの、施工不
良や、その後のシールド掘削機による前進掘削作業等に
より、当該改良地盤にクラックや余堀り部分などによる
水みちが生じ、これによって、立坑壁に到達口を開口形
成すると、到達口とシールド掘削機のスキンプレートの
外周面との間の隙間から地下水が流入することが多い。

【０００５】そして、このような到達口とスキンプレー
トの外周面との間の隙間からの地下水の流入を防止する
手段として、従来より、かかる隙間に例えばモルタルや
水ガラス等の、セメント系や樹脂系等の注入材を止水材
として注入する方法が採用されていたが、このような注
入材による止水方法では、注入材が十分に行きわたる前
に地下水により流出して、止水効果を迅速かつ十分に得
ることが困難であるという問題があった。。

【０００６】そこで、この発明は、このような従来の問
題点を鑑みてなされたもので、到達立坑の到達口にシー
ルド掘削機を貫通接続する際に、到達口とスキンプレー
トの外周面との間の止水を容易に行わしめる機能を備え
たシールド掘削機と到達立坑との接合方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は以上の目的を
達成するためになされたものであって、スキンプレート
の外周所定位置に形成された一ないし複数のリング状の
シール溝と、該シール溝内に埋設固定される、内部中空
であって通常状態でシール溝内に収容され、かつ前記中
空内部に流体圧を加えることにより膨脹してスキンプレ
ートの外周に拡径突出するシールリングとを備えたシー
ルド掘削機と到達立坑との接合部分において、立坑壁の
周囲の地山に予め地盤改良を施し、前記シールド掘削機
が該改良地盤を切削しつつ前記到達立坑に向かって前進
するとともに、該到達立坑の内部から立坑壁をはつって
形成した到達口を貫通して停止する直前において、前記
シールリングを膨脹してスキンプレートの外周に拡径突
出させるとともに、該スキンプレートの外周面と到達口
の内周面との間の隙間に裏込め注入材を注入固化するこ
とを特徴とするシールド掘削機と到達立坑との接合方法
をその要旨とするものである。また、スキンプレートの
外周所定位置に形成された一ないし複数のリング状のシ
ール溝と、該シール溝内に埋設固定される、内部中空で
あって通常状態でシール溝内に収容され、かつ前記中空
内部に流体圧を加えることにより膨脹してスキンプレー
トの外周に拡径突出するシールリングとを備えたシール
ド掘削機と到達立坑との接合部分において、立坑壁の周
囲の地山に予め地盤改良を施し、前記シールド掘削機が
該改良地盤を切削しつつ前記到達立坑に向かって前進す
るとともに、該到達立坑の内部から立坑壁をはつって形
成した到達口を貫通して停止する直前において、前記シ
ールリングを膨脹してスキンプレートの外周に拡径突出
させるとともに、前記シールド掘削機による改良地盤の
切削中に余堀り部として生じたスキンプレートの外周面
と改良地盤との間の隙間に裏込め注入材を注入固化する
ことを特徴とするシールド掘削機と到達立坑との接合方
法をその要旨とするものである。

【０００８】

【作用】そして、この発明のシールド掘削機によれば、
例えば到達立坑の到達口にシールド掘削機が貫通して、
スキンプレートの外周に形成された一ないし複数のリン
グ状のシール溝が、立坑壁の肉厚部分に相当する位置ま
で移動したら、このシール溝内に収容されている中空の
シールリングの内部に流体圧を加えることにより、シー
ルリングは、膨脹して到達口の内面や端面に当接し、こ
れを押圧することにより到達口とスキンプレートの外周
面との間の隙間を閉塞して、当該隙間からの地下水の流
入を抑制することができるとともに、これに加えて注入
材を注入する場合でも、かかる注入作業を容易に行わし
めることができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳
細に説明する。図１はこの発明にかかるシールド掘削機
と到達立坑との接続状態を示す説明図であり、図２
（ａ），（ｂ）は同掘削機による止水手順を示す部分断
面図である。図１において、シールド掘削機１は、スキ
ンプレート２の前部に例えばロータリ式カッター３を備
えたもので、シールド掘削機１の後部にはトンネル坑４
の覆工体を構成するセグメント或いは現場打ちコンクリ
ートが後続し、この覆工体から図示しないシールドジャ
ッキを介して反力を取りつつ前進することにより、トン
ネル坑４の掘削を行なうものである。

【００１０】また、このシールド掘削機１と到達立坑５
との接合部分において、立坑壁５ａの周囲の地山Ｅに
は、予めモルタル注入等による地盤改良が施され、シー
ルド掘削機１は、この改良地盤Ｅ１を切削しつつ到達立
坑５に向かって前進するとともに、到達立坑５の内部か
ら立坑壁５ａをはつって形成された、シールド掘削機１
の外径に略等しい大きさで開口する到達口６を貫通して
停止する。

【００１１】ここで、このシールド掘削機１のスキンプ
レート２の外周には、図２にも拡大して示すように、当
該外周の所定位置、すなわちシールド掘進機１の到達立
坑５への到達停止状態において、到達口６の壁厚部分に
相当する位置である例えば到達立坑５の立坑壁５ａの肉
厚中央に位置する部位、及び肉厚後端部に位置する部位
（図１参照）に、その全周に沿って２条のシール溝２ａ
が形成され、またこのシール溝２ａの各内部には、内部
中空であって、通常状態では図２（ａ）に示すように平
坦状に保持された、ゴムなどの弾性チューブからなるシ
ールリング７が予め埋設固定され、その外周をゴム板な
どからなる保護材８によって覆われて、スキンプレート
２と同一面状に保持されている。

【００１２】また、このシールリング７は、例えばスキ
ンプレート２の内部に設けられた図示しない空気圧ポン
プ等に接続されており、例えばシールド掘削機１が到達
口６に貫通停止する直前において、ポンプを駆動するこ
とにより、その空気圧によって僅かに膨張し、保護材８
を押し退けるとともに、シールド掘削機１が到達口６に
到達停止した状態におては、図２（ｂ）に示すように膨
脹、拡径することによりスキンプレート２の外周面から
突出し、上記到達立坑５の立坑壁５ａの肉厚中央に位置
する部位、及び肉厚後端部に位置する部位において、到
達口６の内周面あるいは端面に当接圧着し、スキンプレ
ート２の外周面と到達口６の内周面との間の隙間をシー
ルする。なお、このシールリング７の膨脹圧力ないしは
到達口６の内周面への押圧力は、周囲の地山からの土圧
や地下水圧、後述する裏込め注入材９の注入圧力等に十
分抗する圧力に設定され、スキンプレート２の外周から
立坑５内に侵入しようとする地下水や土砂の流入を阻止
する。

【００１３】また、この実施例では、上記シールリング
７の膨脹による止水効果に加えて、例えばシールド掘削
機１の内部から、スキンプレート２の外周面と到達口６
の内周面との間の隙間、あるいはシールド掘削機１によ
る改良地盤Ｅ１の切削中に例えば余堀り部として生じた
スキンプレート２の外周面と改良地盤Ｅ１との間の隙間
に、モルタル等の裏込め注入材９を注入固化することに
より、より確実な止水効果を得ることができる。そし
て、この注入作業は、シールリング７により予め止水作
業が行われた状態でなされることにより、注入材９の流
出を防止しつつ注入材９を十分にゆきわたらせて、迅速
かつ容易に行なうことができる。

【００１４】なお、この実施例では前記シールリング７
は、空気圧を加えて膨脹させているが、この発明はかか
る態様に限定されるものではなく、油圧その他の流体圧
を加えて膨脹させることもできる。

【００１５】また、シール溝２ａ及びこれに配置される
シールリング７の配設位置やその個数等は必要に応じて
適宜設定することができる。

【００１６】

【発明の効果】以上により詳細に説明したように、この
発明にかかるシールド掘削機と到達立坑との接合方法に
あっては、シールド掘削機が、スキンプレートの外周所
定位置に形成された一ないし複数のリング状のシール溝
と、このシール溝内に埋設固定される、内部中空であっ
て通常状態でシール溝内に収容され、かつ中空内部に流
体圧を加えることにより膨脹してスキンプレートの外周
に拡径突出するシールリングとを備えるので、例えばシ
ールド掘削機が到達立坑の到達口に貫通停止したら、シ
ール溝内に収容されている中空のシールリングの内部に
流体圧を加えることにより、シールリングは膨脹して到
達口の内面や端面に当接し、これを押圧することによ
り、容易に到達口とスキンプレートの外周面との間の隙
間からの地下水の流入を容易に抑制することができると
ともに、これに加えて注入材を注入する作業を容易に行
わしめ、これらによって、到達口とスキンプレートの外
周面との間の止水を迅速かつ確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるシールド掘削機と到達立坑と
の接続状態を示す説明図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は同掘削機による止水状況を拡
大して示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ シールド掘削機 ２ スキンプレート ２ａ シール溝 ５ 到達立坑 ５ａ 立坑壁 ６ 到達口 ７ シールリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/06 301

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スキンプレートの外周所定位置に形成さ
   れた一ないし複数のリング状のシール溝と、該シール溝
   内に埋設固定される、内部中空であって通常状態でシー
   ル溝内に収容され、かつ前記中空内部に流体圧を加える
   ことにより膨脹してスキンプレートの外周に拡径突出す
   るシールリングとを備えたシールド掘削機と到達立坑と
   の接合部分において、 立坑壁の周囲の地山に予め地盤改良を施し、前記シール
   ド掘削機が該改良地盤を切削しつつ前記到達立坑に向か
   って前進するとともに、該到達立坑の内部から立坑壁を
   はつって形成した到達口を貫通して停止する直前におい
   て、前記シールリングを膨脹してスキンプレートの外周
   に拡径突出させるとともに、該スキンプレートの外周面
   と到達口の内周面との間の隙間に裏込め注入材を注入固
   化することを特徴とするシールド掘削機と到達立坑との
   接合方法。
2. 【請求項２】 スキンプレートの外周所定位置に形成さ
   れた一ないし複数のリング状のシール溝と、該シール溝
   内に埋設固定される、内部中空であって通常状態でシー
   ル溝内に収容され、かつ前記中空内部に流体圧を加える
   ことにより膨脹してスキンプレートの外周に拡径突出す
   るシールリングとを備えたシールド掘削機と到達立坑と
   の接合部分において、 立坑壁の周囲の地山に予め地盤改良を施し、前記シール
   ド掘削機が該改良地盤を切削しつつ前記到達立坑に向か
   って前進するとともに、該到達立坑の内部から立坑壁を
   はつって形成した到達口を貫通して停止する直前におい
   て、前記シールリングを膨脹してスキンプレートの外周
   に拡径突出させるとともに、前記シールド掘削機による
   改良地盤の切削中に余堀り部として生じたスキンプレー
   トの外周面と改良地盤との間の隙間に裏込め注入材を注
   入固化することを特徴とするシールド掘削機と到達立坑
   との接合方法。