JPH02144495A

JPH02144495A - 地中接合型シールド機の貫入リング押出装置

Info

Publication number: JPH02144495A
Application number: JP63297403A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Miyazawa; 宮沢　和夫; Toshio Watanabe; 俊雄渡辺; Toshimitsu Aso; 利光阿曽; Toru Goto; 徹後藤; Takao Nakagawa; 中川　孝雄; Shigeru Nishidake; 西岳　茂; Masahiko Sugiyama; 雅彦杉山
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1990-06-04
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JP2594630B2

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】「産業上の利用分計」この発明は、築造すべきトンネルの両側端からトンネル
を掘削し、これらを途中で接合してトンネルを完成させ
る地中接合工法に用いられる地中接合型シールド機の貫
入リング押出装置に関するものである。

「従来の技術」近年、軟弱な地盤等にトンネルを掘削するシルドエ法の
工期短縮化を図る目的で、築造すべきトンネルの両側端
に相当する位置に発進立坑を掘削して、これら発進立坑
から２台のシールド機によりトンネルを掘削し、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、地
中接合工法と呼ばれる手法が提案、実施されている。し
かし、前記各々のシールド機の先端部には、地山を掘削
するカッタ装置が設置されているのが通常であるので、
これら２台のシールド機が、接合部においてその先端部
を互いに当接する程度にまで接近することは大変困難で
ある。従って、トンネル接合時には、その接合部付近に
おいて所定距離の地山を残した状態でシールド機を解体
し、この残された地山を何等かの手段により掘削、除去
する必要が生じる。しかしながら、以上のような方法で
トンネル接合を行ったのでは、前記残された地山に対す
る土留め作業や止水作業が大掛かりになると共に、工費
、工期共に嵩んでしまい、大変不経済であった。

そこで、前記２台のシールド機のうち、一方のシールド
機にそのスキンプレート内に格納される円筒状の貫入リ
ングを設けておき、トンネル接合時にこの貫入リングに
より接合部の地山を覆うことで、土留め及び上水を行い
、これにより安全かつ確実にトンネル接合を行いうる地
中接合工法が最近提案されている。すなわち、第５図に
示すように、前記２台のシールド機のうち、第１のシー
ルド機ｌのスキンプレートｌａの先端部を、外筒１１及
び内筒１２により二重に形成すると共に、これら外筒１
１及び内筒１２の間に円筒状の貫入リング１３を格納し
、また第２のシールド機２のスキンプレート２ａの先端
部を、前記第１のシールド機と同径の外筒２１及び内筒
２２により二重に形成することで、前記貫入リングが貫
入される貫入室２３を形成しておく。そして、これら第
１及び第２のシールドａｌ、２により築造すべきトンネ
ルの両側端からトンネルＴａ、Ｔｂを掘進して、これら
を接合する際に、前記貫入リング１３をシールド機ｌの
軸線に沿って前方に摺動させることで、前記貫入リング
１３の先端部を第２のシールド機２の貫入室２３内に貫
入させて、この貫入リング１３により第１及び第２のシ
ールド機１．２との間に残された地山Ｇｉを覆う。これ
によりトンネル接合部の土留めや止水を行うことで、安
全かつ確実にトンネルＴａ、Ｔｂを接合することが可能
となると共に、接合時の工費及び工期を大幅に低減する
ことが可能となる。

「発明が解決しようとする課題」ところで、前記貫入リング１３を用いた地中接合工法に
おいては、トンネル接合時にこの貫入リング１３の先端
を第２のシールド機２の貫入室に貫入させるため、貫入
リング１３を前方に押し出す押出装置が必要となる。こ
の押出装置の一例としては、第６図に示すように、貫入
リング１３後方に貫入リング押出ジヤツキ１７をシール
ド機１の周方向に間隔を置いて複数個配設しく図示例で
は１個のみ図示しである）、そのシリンダ基端部１７ａ
を貫入リング後端部１３ａにピン結合したような装置が
考えられる。この際、各押出ンリンダ１７には、共通の
油圧ポンプから操作弁（共に図示路）を経て圧油が供給
される。なお、図中符号３２は貫入リング軸受である。

しかしながら、このような貫入リング押出装置にあって
は、押出ジヤツキ１７への配管抵抗等によってその圧油
供給量に差が出て、ジャ７キ１７のストローク差が発生
する。そして、このストローク差が極端になると、貫入
リング１３がシールド機ｌの軸線に平行に押し出されな
くなり、第６図に示すように貫入リング１３により軸受
３２にこじりが生じ、貫入リング１３が正常に押し出せ
なくなるおそれがある。この現象は、同様に貫入リング
１３後方部における地山等との間の抵抗が異なる場合等
にも生じるおそれがある。

この発明は前記事情に鑑みてなされたもので、複数個の
押出ジヤツキ間のストロークを等しくすることで、貫入
リング押出工程を確実なものどできる地中接合型シール
ド機の貫入リング押出装置の提供を問題としている。

「課題を解決するための手段」そこでこの発明は、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、前記外筒と内
筒との間に貫入リングが格納された第１のシールド機と
、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ることで、前記
貫入リングが貫入される貫入室が先端部に形成された第
２のシールド機とを１組とし、築造すべきトンネルをそ
の両側端から掘進してこれらを途中で接合してトンネル
を完成させる地中接合型シールド機の貫入リング押出装
置を、シールド機の周方向に間隔を置いて複数個配設さ
れ、一端が前記貫入リングに取り付けられた押出ジヤツ
キと、これら押出ジヤツキのそれぞれに等量の圧油を供
給する油圧機構とから構成することで前記課題を解決し
ている。

「実施例」以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

以下、この考案の実施例について第１図ないし第３図を
参照して説明する。図中、符号Ｇは両側端から掘削され
てきたシールド・トンネルの接合部付近の他山であり、
この他山Ｇ内では、第１のシールドｆｌｌＨ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により紙面の左
側に他方のトンネルＴｂを掘削している。そして、第１
のシールド機ｌの後方に形成されたトンネルＴａの壁面
は、このシールド機ｌの内部で組み立てられたセグメン
ト３ａ、３ａ、・・・によって１次覆工され、同様に、
第２のシールドａ！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次覆工されている。

前記第１のシールド機１の外殻を成す円筒状のスキンプ
レー）１ａの先端部は、前記従来のシールド機と同様に
、このスキンプレートｌａと同径に形成された外筒１１
と、この外筒１１より小径に形成された内筒１２とによ
り、二重に形成されており、この内筒１２は、シールド
機ｌの軸線に直交するように形成された仕切板１４によ
り前記スキンプレート１ａに連結されている。これら外
筒１１と内筒１２との間には、鉄板を円筒状に形成して
なる貫入リング１３が格納されており、かつ、外筒１１
、内筒１２の先端部には、これらと貫入リング１３との
間を閉塞するりツブシール、Ｕシール、０シール等のシ
ール材３０．３０が設けられている。

前記仕切板１４には、シールド機】の周方向に間隔を置
いて貫通孔１６（図中では１個のみ図示しである）が穿
設されていると共に、これら貫通孔１６のそれぞれの内
部には、その軸線がシールド機１の軸線と平行とされた
押出ジヤツキ１７（図中では１個のみ図示しである）が
複数個配設されている。この押出ジヤツキ１７は、その
一端部であるシリンダボトム１７ａが前記貫入リング１
３の後端部にピン接合され、かつ、他端部であるロｌド
ヘｌド（図示時）がシールド機内に固定されている。こ
れにより、貫入リング１３は、シールド機ｌの軸線に沿
って前後に移動自在に構成されている。

また、前記内筒１２外周面には、これら貫入リング１３
及び内筒１２間に介在されて貫入リング１３を摺動自在
に支持するスラスト軸受等の軸受３２が設けられている
。この軸受３２は、その上面で貫入リング１３の内周面
と接触して、これを摺動させうるような機構であれば、
周知の手段から適宜選択されれば良く、−例として、前
記スラスト軸受を包含するすべり軸受一般であっても良
い。また、この軸受３２は、内筒１２の周方向に間隔を
置いて設けられても良いし、周方向に隙間無く設けられ
ても良い。

さらに、この第１のシールド機１には、その押出ジヤツ
キ１７．１７、・・・に等量の圧油を供給する油圧機構
が設けられている。以下、第３図を参照して、油圧機構
の詳細について説明する。

図中、押出ジヤツキ１７．１７、・・・は、前述の如く
第１のシールド［１内に設けられたものであり、その説
明を省略する。符号５０は油タンク、符号５１はマルチ
７０−ポンプであり、これら油タンク５０及びマルチフ
ローポンプ５１の間には、ポール弁５２及びサクション
フィルタ５３が介在されている。

マルチ７０−ポンプ５１は、電動機５４の駆動により複
数の吐出口に常時等量の圧油を供給する構成とされてお
り、配管５５．５５、・・・を介して複数の押出ジヤツ
キ１７．１７、・・・に圧油を供給している。このマル
チ７０−ポンプ５１と各押出ジヤツキ１７、・・・との
間には、チエツク弁５６及び圧油分配機構５７が介在さ
れている。

この圧油分配機構５７は、前記配管５５に分岐￥ｆ５８
を介して接続された圧力計５９及び圧力計ストップ弁６
０と、同様に分岐管６２を介して配管５５に接続された
リリーフ弁６３と、配ｖ５５に接続されたマニホールド
６４とから構成されている。リリーフ弁６３からの油は
、配管６５を介して油タンク５０に戻される。

マニホールド６４は、前記配管５５に並列に接続された
３つの電磁弁６６．６７．６８から構成されている。電
磁弁６６は２ポ一ト２位置切換弁であり、そのＰボート
は前述の如く配管５５を介して油タンク５０に接続され
、一方、ＡボーＩ・は配管６９を介して戻り曲用の前記
配管６５に接続されている。を心弁６７．６８は共に３
ボ一ト２位置切換弁であり、そのＰボートは曲記配ｖ５
５に接続され、一方、Ｔボートは配管７０．７１を介し
て戻り曲用の前記配管６５に接続されている。

さらに、電磁弁６８．６９のＡボートは、それぞれ前記
押出ジヤツキ１７の両油室内に接続されている。

以」二のような構成の油圧機構にむいて、押出ジヤツキ
１７を伸長させる場合には、電磁弁６６．６８を励磁す
れば良く、逆に、押出ジヤツキ１７を短縮させる場合に
は、電磁弁６６．６７を励磁すれば良い。

一方、前記第２のシールド機２は、そのスキンプレート
２ａの先端部が前記第１のシールド機１と同径の円筒状
の外筒２１及び内筒２２とにより二重に形成されており
、この内筒２２は、シールド機２の軸線に直交して形成
された仕切板（図示時）により連結されている。そして
、これら外筒２１、内筒２２及び仕切板で囲繞される空
間が、第１のシールド機ｌの貫入リング１３が貫入され
る貫入室２３とされている。この貫入室２３内には、前
記外筒２１及び内筒２２間の間隔より僅かに薄い肉厚に
形成された保護リング３４が嵌入されている。この保護
リング３４の前面には、シールド機２の中心に向って後
方に傾斜する傾斜面が形成され、これにより、貫入リン
グ１３との圧着性の増大、及び、掘削土砂の円滑な取り
込みが図られている。また、保護リング３４の後端部に
は、その周方向に間隔を置いて引込ジヤ７キ（図示時）
が複数設けられており、これにより、保護リング３４は
、シールド機の軸線に沿って前後に移動自在ｌこ構成さ
ねでいる。なお、第２のシールド機２にも、前記第１の
シールド機１と同様に、その引込ジヤツキに等量の圧油
を供給する油圧機構が設けられているが、その説明は省
略する。

また、図中、符号１８．２８は、それぞれシールド機１
，２のスキンプレート１　ａ　％　２　ａ内に周方向に
間隔を置いて設けられ、前記セグメント３ａ、３ｂの先
端に反力を取ってシールド機１．２を前方に推進させる
推進ジャツギ、符号１５．２５は、それぞれシールドＩ
ｆ！１．２の内筒１２．２２内を閉塞するように設けら
れた仕切板である。

なお、この実施例では、他山を掘削するカッタ装置１０
，２０は、内筒１２．２２よりやや小径に形成され、そ
の軸体１９．２９が仕切板１５．２５に軸支されている
と共に、これらカッタ装置１０．２０の周縁部ｌこは、
シールド機１．２の径方向に伸縮自在なカンタ部１０ａ
、２０ａが設けられている。また、これらカッタ装置１
０．２０は、シールド機１，２の軸線に沿って移動自在
に構成され、これにより、トンネル接合時にカッタ装置
１０．２０が内筒１２．２２内に収納可能とされている
。

以上のような構成を有するシールド機１．２を用いてｌ
・ンネルを接合する方法は、前述の地中接合工法とほぼ
同様である。以下、これについて説明する。

（＋）トンネル掘削まず、シールドｆｉｌ、２を用いて、トンネルの両側端
からトンネルＴａ、Ｔｂを掘削しつつ、トンネルＴａ１
Ｔｂの壁面にセグメント３ａ、３ｂを組み立てることで
、１次覆工を行う。この際、カッタ装置１Ｏ１２０のカ
ッタ部１０ａ、２０ａをシールド機１．２の径方向に伸
長させることで、掘削するトンネルＴａ％Ｔｂの径を外
筒１１．２１と少なくとも同径としておく。また、これ
らシールド機１．２によるトンネル掘削においては、第
２のシールド機２１こよる掘削を先行させ、この第２の
シールド機２のほうが後述するトンネル接合部に先に到
達するように掘削計画を立てておく。

なお、前記第２のシールド機２の保護リング３４の貫入
室２３内での位置は、いずれであっても良いが、トンネ
ルＴｂ掘進時に保護リング３４を貫入室２３前部に位置
させておくことで、この貫入室２３内部への掘削土砂や
礫の侵入を阻止することができる。

（ｉｉ）第２のシールド機停止前述の如く、第２のシールド機２によるトンネル掘削が
第１のシールド機１によるトンネル掘削より先行されて
いるので、まず、第２のシールド機２がトンネル接合部
に到達する。次に、伸長させておいたカッタ部２０ａを
元の長さにまで短縮させた後に、カッタ装置１ｆｆｉ２
０を内筒２２内に収納しながら、シールド機２を前方に
推進させる。

（Ｉｌｌ）トンネル接合第２のシールド機２が前述したカッタ装置２０収納工程
を行っている際ｌこも、第１のシールド機１はトンネル
を掘削している。そして、これらシールド機１，２がシ
ールド機の機長の３倍程度の距離にまで接近した時点で
、シールド機１，２間の相対位置全確認する。この相対
位置確認手段は周知慣用の手段でよく、何等特殊な技術
は必要とされない。そして、これらシールドＳ！ｌｌ、
２の両軸線が一致するように第１のシールド機１の掘進
方向を修正しつつ、さらにトンネル掘削を継続する。

そして、トンネルの接合部において、シールド機１．２
間に所定長さの地山Ｇｉ（約３０ｃｍ〜１ｍ程度）を残
した状態で第１のシールド機１を停止させることで、シ
ールド機１，２をトンネル接合部において相対向させる
。

次Ｉこ、第１のシールド機ｌのカッタ装置１０収納工程
を行う。すな秒も、伸長させておいたカッタ部１０ａを
元の長さにまで短縮させた後に、カッタ装置１０を内筒
１２内１こ収納しながら、シールドｌ１ｌｌを前方に推
進させる。これと同時に、前記保護リング３４が貫入室
２３の奥にある場合には、保護リング３４を貫入室２３
前部にまで摺動させ、これにより貫入室２３内に侵入し
た土砂や礫を外部に排出しておく。

この状態で、押出ジヤツキ１７を駆動することで、貫入
リング１３を第１のシールドａｌｌのスキンプレートｌ
ａの軸線に沿って前方に摺動させ、その先端を保護リン
グ３４に当接させる。さらに、押出・ジヤツキ１７によ
る貫入リング１３の押し出しを続けつつ、これに連動し
て、引込ジヤツキ（図示時）を駆動することで、その傾
斜面に貫入リング１３の先端を当接させたまま、保護リ
ング３４を後方に摺動させ、これにより、貫入リング１
３を貫入室２３の奥にまで引き込む（第５図８照）。す
なわち、この貫入リング１３により、シールド機１．２
０間に残されたトンネル接合部の地山Ｇｉを覆うのであ
る。

（ｉｖ　）　Ｌン不ル接合部仕上この後、カッタ装置１０，２０を解体、撤去すると共に
、仕切板１５．２５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に溶接して固定する。

そして、シールド機１，２のスキンプレートＬａ、２ａ
内面に、２次覆工分の厚さを含めた一１ンクリートを打
設することで、トンネル接合部の覆工を行い、これによ
りトンネル接合部の施工を完了する。

以上説明した工程により、トンネルの地中接合工程を行
うことができる。ここで、この実施例のシールド機ｌに
は、その貫入リング１３押出用の押出ジヤツキ１７のそ
れぞれに等量の圧油を供給するマルチフローポンプ５１
が設けられているので、ポンプとジヤツキ１７との間の
配管抵抗が異なっていても、あるいは貫入リング１３先
端部における地山との間の抵抗が異なっていても、各押
出ジヤツキ１７のストローク量を等しくすることができ
る。これにより、如何なる場合でも貫入リング１３をシ
ールドＩｌ！ｌの軸線に平行に押し出すことが可能とな
り、貫入リング１３押出工程が確実なものとなる。

また、各押出ジヤツキ１７の作動油圧を前記油圧計５９
で計測することで、前記貫入リング１３先端部と地山と
の間の抵抗を類推することができ、これにより貫入リン
グ１３の先端部がｍＩ記保護リング３４先端面に与える
圧力を類推し得て、保護リング３４引込速度等を適宜調
節すれば、この圧力を適当な圧力に制御することができ
る、といった利点もある。

なお、この発明の地中接合用シールド機の貫入リング押
出装置は、その細部が前記実施例に限定されず、種々の
変形例が可能である。

ｒ発明の効果」以上詳細に説明したように、この発明によれば、地中接
合型シールド機の貫入リング押出装置を、シールド機の
周方向−こ間隔を置いて複数個配設され、一端が前記貫
入リングに取り付けられた押出ジヤツキと、これら押出
ジヤツキのそれぞれに等量の圧油を供給する油圧機構と
から構成したので、油圧機構とジヤツキとの間の配管抵
抗が異なっていても、あるいは貫入リング先端部Ｉこお
ける他山との間の抵抗が異なっていても、各押出ジヤツ
キのストローク量を等しくすることができる。これによ
り、如何なる場合でも貫入リングをシールド機の軸線に
平行に押し出すことが可能となり、貫入リング押出工程
が確実なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図はこの発明の一実施例である地中接
体型シールド機の貫入リング押出装置を示す図であって
、第１図は地中接合型シールド機の全体を示す断面図、
第２図は貫入リング押出装置周辺を拡大視して示した断
面図、第３図は油圧機構を示す油圧回路図、第４図はこ
の発明の一実施例が適用された地中接合工法を説明する
ための図、第５図は従来およびこの発明の一実施例であ
る地中接合型シールド機を示す断面図、第６図は同シー
ルド機の貫入リング付近を拡大視して示した断面図であ
る。１．２・・・・・・シールＦ’ｍｓ　　１　ａ　ｓ　２
　ａ・・・・・・スキンプレート、１０．２０・・・・
・・カッタ装置、１１．２１・・・・・・外筒、１２．
２２・・・・・・内筒、１３・・・・・・貫入リング、
１７・・・・・・押出ジヤツキ、２３・・・・・・貫入
室、５１・・・・・・マルチフローポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

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、前記外筒と内筒との間に貫入リン
グが格納された第１のシールド機と、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ることで、前記貫入リングが貫入さ
れる貫入室が先端部に形成された第２のシールド機とを
１組とし、築造すべきトンネルをその両側端から掘進し
てこれらを途中で接合してトンネルを完成させる地中接
合型シールド機の貫入リング押出装置であって、シール
ド機の周方向に間隔を置いて複数個配設され、一端が前
記貫入リングに取り付けられた押出ジャッキと、これら
押出ジャッキのそれぞれに等量の圧油を供給する油圧機
構とを備えたことを特徴とする地中接合型シールド機の
貫入リング押出装置。