JPH01131793A - シールド掘進におけるトンネル接合工法 - 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２つのシールド掘進機が対向して掘削したト
ンネルを地中で接合する工法に関する。

（従来の技術）　− １つのシールド掘進機Ｃ以下、単に掘進機という）によ
り掘削できる距離には限界があるため、トンネルが長大
となる場合は、一般に、１つの掘進機で掘削可能な距離
に竪坑を設け、この竪坑間をそれぞれに掘進機で掘削し
、竪坑で接続して長いトンネルに接合する工法が採用さ
れる。

また、トンネル上が海であったり、地上が過密化した都
市等であったりして、竪坑を設けることが出来ない場合
には、２つの掘進機を対向するように掘進させ、双方の
掘進機が接合部に到達したところで、地中においてトン
ネルを接合する工法も実施されている。

このように２つの掘進機によって掘削されたトンネルを
接合するに当たっては：、掘進機内への地下水や土砂等
の侵入がないようにする必要があり、このために、掘進
機が接合地点に到達したことろで、接合地点の地盤を凍
結させたり、地盤に対して固化剤等を注入して地盤を固
化したりする補助工法が採用される。

例えば、２つの掘進機をトンネルの接合部に向けて対向
するように掘進させ、先に接合部に到達した先行の掘進
機を停止させた状態で、そのカッターディスクをスキン
プレート内（シールド外殻内）へ後退させ、カッターデ
ィスク前部の地盤に対して固化剤を注入して地盤の崩壊
を防ぐようにし、この状態で後行の掘進機を先行の掘進
機に近づけてそのカッターディスクを先行の掘進機のス
キンプレート内に入り込ませて双方のカッターディスク
を極く接近状態に置き、ここで、カンタ−チャンバ内や
双方のカッターディスク間に固化剤を注入して固化させ
た後、掘進機内部の各種装置や部材を解体して取り除き
、この後にセグメント内周に所定の厚みにトンネル壁と
してのコンクリートを打設してトンネルを接合するもの
である。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記するように２つの掘進機を接合部におい
て接近させ、この状態で周辺を凍結、或いは固化剤で固
化させる工法はカッターディスクを始めとして、機内の
各種装置や部材を解体して取り除いた後は、トンネル接
合に必要な分だけの固化地盤を除去すればよく、地盤に
よってはこの補助工法の適用を必須のものとするところ
もあるが、この補助工法の適用には時間的経過を必要と
すること等から工期に影ツを与える。

この発明は上述の問題を解決するためになされたもので
、その目的は、固化剤等を必要とする補助工法を適用せ
ず、経済性に優れ、工期も短縮できるシールド掘進にお
けるトンネル接合工法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するためのこの発明の要旨とするとこ
ろは、２つのシールド掘進機をトンネル接合部に向けて
対向するように掘進させ、接合部に先に到着させた一方
のシールド掘進機を停止させてそのカッターディスクを
機内に後退させ、他方のシールド掘進機が接合部に到達
して双方の掘進機のシールド外殻前端部を相互に嵌合連
結すると共に、嵌合部に介装したシール機構によって気
密性を保持し、この状態で機内におけるトンネル接合工
事を施工することを特徴とするシールド掘進におけるト
ンネル接合工法にある。

（作　用） この発明によるトンネル接合工法では、２つの掘進機を
トンネル接合部に向けて対向するように掘進させ、双方
の掘進機が最接近した状態で一方の掘進機内へ他方の掘
進機のカッターディスクを入り込ませ、双方の掘進機の
シールド外殻前端部において相互を嵌合連結すると共に
、シール機構によって気密性を保持し、この状態で機内
に残る地盤の掘削と、カッターディスクを始めとする各
種装置類を解体して取り除き、セグメント内周にトンネ
ル壁としてのコンクリートを打設する。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図（ａ）〜（Ｃ１はこの発明の実施例を示すトンネ
ル接合工程説明図である。

図示例の掘進機は泥水式のシールド掘進機を示す。

この発明に適用する２つの掘進機Ａ、Ｂは次の構成にお
いて共通する。

即ち、円筒状をなすシールド外殻１は、テールプレート
２とその前部に延設したスキンプレート３からなる。シ
ールド外殻ｌ内で、機械室４前方にバルクヘッド５によ
ってカンタ−チャンバ６が仕切られ、このカッターチャ
ンバ６内にはバルクヘッド５を貫通して送泥管７と排泥
管８を開口させている。スキンプレート３前部において
その内側に軸受台９が配装され、この軸受台９はその後
方のテールプレート２の内部に構築される円環状のセグ
メント１０で掘進反力を受けるようにしたシールドジヤ
ツキ１１に連結している。尚、このシールドジヤツキ１
１は軸受台９周方向に複数個が等配装に配装される。軸
受台９とバルクヘッド５間に回転支持体１２が配装され
、この回転支持体１２はピニオン及び旋回ベアリング等
を介して油圧モータ等の駆動源１３に連結している。カ
ッタ−チャンバ６前面には、切羽を掘削するカッター（
図示せず）及びサイドオーバカッター１５を装着したカ
ッターディスク１４が配装され、このカッターディスク
１４は支持アーム１６を介して回転支持体１２に連結し
ている。また、機械室４後方にはセグメント組立装置１
７が配装され、掘進機が掘進した後停止している時に、
テールプレート２の内部において円弧状のセグメントＩ
Ｏを順次に環状に組み上げる。

この発明に適用の一方の掘進機へには上記する構成に加
えて次の構成が付加される。

即ち、この掘進機への軸受台９は、スキンプレート３に
対して摺動（移動）可能とされ、この軸受台９とテール
プレート２間には軸受台９を後退させるための引込みジ
ヤツキ１８が配装される。尚、この引込みジヤツキ１８
は、前記シールドジヤツキ１１と、例えば周方向に交互
にして複数個を配装している。また、掘進反力をとるシ
ールドジヤツキ１１と軸受台９間には、カッターディス
ク１４の後退距離分のスペーサ１９が取外し可能に介装
しである。

更に、この発明に適用の２つの掘進機Ａ、Ｂでは、双方
のシールド外殻１先端部、つまり、スキンプレート３先
端部が相互に嵌合連結可能に構成し、この嵌合部にはシ
ール機構２０を介装している。尚、このシール機構２０
には、外圧によって変形して気密性を保持する弾性材か
らなるシール部材２１を有する。

また、カッターディスク１．４に装着したサイドオーバ
カッター１５はカッタ−ディスク１４内部に退避可能に
している。

然して、上記する構成の２つの掘進機Ａ、Ｂを使用して
のトンネルの接合は次のようにしてなされる。

先行の掘進機Ａ及び後行の掘進機Ｂをトンネル接合部Ｈ
に向けて対向するように掘進させる。（第１図（ａｌ参
照） 先行の掘進機へが接合部Ｈに到達して停止したところで
、そのカッターディスク１４に装備するサイドオーバカ
ッター１５を縮め、シールドジヤツキ１１と軸受台９間
に支え材として介在するスペーサ１９を取外し、引込み
ジヤツキ１８を縮小作動させてカッターディスク１４を
スキンプレート３内に後退させる。（第１図（ｂｌ参照
）こうして、掘進を継続する後行の掘進機Ｂが接合部Ｈ
に停止している先行の掘進機へに近づいた所で、そのカ
ッターディスク１４に装備するサイドオーバカッター１
５を縮め、なおも掘進を続けてそのカンタ−ディスク１
４を先行の掘進機へのスキンプレート３内に入り込ませ
ると、柊には双方の掘進機Ａ、Ｈのスキンプレート３先
端部が嵌合連結し、この嵌合部に配装するシール機構２
０によって気密性が保持される。この状態で双方のカッ
ターディスク１４は極（接近して相対峙する。

こうして、掘進機内部ではカッターディスク１４を始め
として各種装置や部材を解体して取り除き、セグメン目
Ｏの内周にトンネル壁としてのコンクリートを所定の厚
さに打設してトンネル接合作業を終了する。

尚、上記実施例では２つの掘進機Ａ、Ｂのシールド外殻
１をなすスキンプレート３先端部が相互に傾斜面で嵌合
する構成を示しているが、この嵌合構成は、第２図に示
すように、後行の掘進機Ｂのスキンプレー１・３先端に
先行の掘進機へのスキンプレート３内に隙間を形成して
挿入可能な大きさのシール筒体２２を突設し、これを先
行の掘進機Ａのスキンプレート３内に挿入して両者の間
にシール機構２０を介装するようにしてもよい。

また、上記実施例では２つの掘進機Ａ、Ｂの内、先行の
掘進４ｉＡのみを、その軸受台９を摺動可能な構成にし
ているが、第３図に示すように双方の掘進機Δ、Ｂの軸
受台９が共に進退動可能に構成してもよく、この場合は
、先行の掘進機へでは軸受台９が後退してカッターディ
スク１４を機内に引っ込めるが、後行の掘進機Ｂでは、
その軸受台９が更に前進をして、そのカッターディスク
１４共々に先行の掘進機Ａ内に入り込ませる。こうして
、後行の掘進機Ｂの軸受台９の外周面と先行の掘進機へ
のスキンプレート３との間でシール機構２０によってシ
ールされる。

第４図（ａｌ〜（Ｃ）は様々なシール機構の実施態様を
示すものである。

即ち、図（ａｌに示すものは、先行の掘進機へのスキン
プレート３先端部内側にリップ状をなす弾性材からなる
シール部材２１ａの複数個を取着してなり、常態におい
てはこのシール部材２１ａが、軸受台と一体で移動可能
な保持筒２３との間に納められ、また、スキンプレート
３と保持筒２３の先端縁には保護板２４を設けて内側の
シール部材２１ａを保護するようにしており、シール効
果をより向上するために、スキンプレート３内に形成し
た通路２５を介してシール部材２１ａによって形成され
る隙間に対して４部から適宜の充填材を供給するように
している。

図（ｂ）に示すものは、上記するスキンプレート３と保
持筒２３との間の空間部において、スキンプレート３先
端部内面に断面が楔状をなす弾性材からなるシール部材
２１ｂを取着してなり、常態においては保持筒２３端部
に取着したリップ状をなす弾性材からなる保護シール部
材２６を当接させて保護している。

また、図（Ｃ）に示すものは、上記するスキンプレート
３と保持筒２３との間の空間部に対して袋体からなるシ
ール部材２１ｃを配装したもので、シール時には、スキ
ンプレート３内に形成した通路２７を介して空気等の流
体を送給して膨張させてシール作用を発揮するようにし
たものである。

以上説明した実施例では、２つの掘進機のシールド外殻
が同一径をなす場合について説明したが、この発明は、
第５図に示すようにシールド外殻の直径が異なる２つの
掘進機を使用することも可能である。

この場合は、大径の掘進機を先行の掘進機Ａとし、小径
の掘進機を後行の掘進機Ｂとして、この後行の掘進機Ｂ
の先端部をそのまま先行の掘進ｉＡ内部に嵌入させて双
方のスキンプレート内外周面間をシール機構２０によっ
てシールする。

尚、この実施例のように異形寸法の２つの掘進機を使用
する場合は、当然、セグメント径も異なってくるが、セ
グメント内周に打設するコンクリート厚さを変えてトン
ネル径を同一にする。

以上、泥水式シールド掘進機を例にして説明したが、こ
の発明は土圧式シールド掘進機や泥土圧式シールド掘進
機など、密閉形式のシールド掘進機にも効果的に適用す
ることができる。

（効　果） 以上説明したようにこの発明によれば、トンネル接合部
において、対向する２つの掘進機のシールド外殻前端部
を気密的に嵌合連結した状態の下に、機内における各種
装置の解体除去を含むトンネル接合作業を施工するから
、従来の凍結工法、或いは固化剤等の注入固化によって
接合部の地盤を固化するするような補助工法を必要とせ
ず、作業が円滑に行われて工期の短縮化と経済性の向上
が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）はこの発明の実施例を示すトンネ
ル接合工程説明図、第２図はシール機構の部分断面図、
第３図は２つのシールド掘進機の連結状態を示す部分断
面図、第４図（ａｌ〜（Ｃ１はシール機構の実施態様部
分断面図、第５図は異形寸法のシールド掘進機の連結状
態を示す部分断面図である。 １・・・シールド外殻、２・・・テールプレート、３・
・・スキンプレート、４・・・機械室、５・・・バルク
ヘッド、６・・・カッターチャンバ、７・・・送泥管、
８・・・排泥管、９・・・軸受台、１０・・・セグメン
ト、１１・・・シールドジヤツキ、１２・・・回転支持
体、１３・・・駆動源、１４・・・カッターディスク、
１５・・・サイドオーバカッター、１６・・・支持アー
ム、１７・・・セグメント組立装置、１８・・・引込み
ジヤツキ、１９・・・スペーサ、２０・・・シール機構
、２１・・・シール部材、２２・・・シール筒体、２３
・・・保持筒、２４・・・保護板、２５・・・通路、２
６・・・保護シール部材、２７・・・通路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つのシールド掘進機をトンネル接合部に向けて
   対向するように掘進させ、接合部に先に到着させた一方
   のシールド掘進機を停止させてそのカッターディスクを
   機内に後退させ、他方のシールド掘進機が接合部に到達
   して双方の掘進機のシールド外殻前端部を嵌合連結する
   と共に、嵌合部に介装したシール機構によって気密性を
   保持し、この状態で機内におけるトンネル接合工事を施
   工することを特徴とするシールド掘進におけるトンネル
   接合工法。
2. （２）前記シール機構に、外力により変形して気密性を
   保持する弾性資材からなるシール部材を有する特許請求
   の範囲第１項記載のシールド掘進におけるトンネル接合
   工法。