JPH02210194A - シールド機およびシールド工法 - 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、シールド工法において用いるシールド機に
係り、特に、地下鉄の駅構内あるいは下水道の配管接続
部等、部分的に径が拡大するトンネルを形成する際に用
いて好適なシールド機およびシールド工法に関するもの
である。

「従来の技術」 従来、地下鉄の駅構内のように、部分的に径が拡大する
トンネルを形成する際に用いるシールド機としては、外
形円筒状の親シールドの内部に、子シールドを、同軸的
かつ軸線に沿って進退可能に装置し、たとえば、地下鉄
用のトンネルを掘削する際、両シールドによって通常の
線路区間よりも径の大きい駅の構内部分を掘削した後、
子シールドのみを前進させて通常の線路区間を掘削する
ようなものが知られている。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記のようなシールド機では、親シール
ドと子シールドとが同軸状態で固定されているため、地
下鉄の駅構内を形成する場合にも、線路区間となる小径
トンネルと同軸の大径トンネルを掘削しなければならず
、したがって、必要以上に径の大きな大径トンネルを掘
削しなければならないことになる。すなわち、線路部の
片側に駅部を形成する際に、その線路部を挾んで駅部と
反対側にも駅部と同程度の広さの不要な掘削断面を形成
しなければならないため、掘削断面全体を有効に利用す
ることができない上、不要な掘削断面の埋め戻しを行わ
なければならず、効率が悪いという問題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、部分的
に径が拡大するトンネルを形成する場合にも不要な断面
を形成することがなく、掘削断面全体を有効に利用する
ことの可能なシールド機およびシールド工法を提供する
ことを目的とする。

「課題を解決するための手段」 この発明のシールド機は、円筒状のスキンプレートを有
する親シールドの内部に、この親シールドのスキンプレ
ートよりも小径の円筒状のスキンプレートを有する子シ
ールドが配置され、この子シールドの前部にその子シー
ルドの断面と同程度の掘削断面を形成するカッタが設け
られているシールド機であって、上記カッタの外周部に
上記親シールドの径と同程度の径まで径方向へ突出する
オーバーカッタが伸縮自在に取り付けられていると共に
、上記子シールドを上記親シールドに対して偏心させる
スライド機構が備えられているものである。

また、この発明のシールド工法は、上記シールド機を用
いて行なうシールド工法であって、親シールドによって
トンネルを形成した後、その親シールドに対して子シー
ルドを偏心させ、次いでこの子シールドを親シールドと
分離独立して発進させることによって、上記親シールド
により形成したトンネルよりも小径で、かつ偏心したト
ンネルを連続して形成するものである。

「作用」 この発明のシールド機を用いたシールド工法によってト
ンネルを形成する場合には、最初に、大径トンネルを形
成する際に、親シールドと子シールドとを同軸状態で固
定し、かつオーバーカッタを突出させてカッタの径を親
シールドの径と同程度まで伸ばした状態で、そのカッタ
を回転させながらシールド機全体を掘進させる。そして
、このようにして大径トンネルを形成した後、この大径
トンネルから連続して小径トンネルを形成する場合には
、上記オーバーカッタを引き込むことによりカッタの径
を子シールドの径と同程度まで縮め、かつスライド機構
により子シールドを水平方向へスライドさせることによ
ってその軸線を親シールドの軸線（９対して偏心させた
状態で配置する。このようにした後、上記カッタを回転
させ、上記親シールドをその場に止どめたままの状態で
、子シールドを親シールドから独立して前進させる。

「実施例」 以下、この発明の一実施例を第１図ないし第４図を参照
して説明する。

これら図において、符号ｌは土圧式シールド機、Ｔはシ
ールド機１で地盤Ｇを掘削することにより形成されるト
ンネルである。

シールド機１は、親シールド２と子シールド３とから構
成されているものであって、円筒状のスキンプレート４
を有する親シールド２の内部に、この親シールド２のス
キンプレート４よりも小径の円筒状のスキンプレート５
を有する子シールド３が配置されているものである。

この子シールド３は、通常は、その軸心を親シールド２
の軸心と同軸にした状態で、上記親シールド２内の下部
に設けられている架台６上に固定されているが、この子
シールド３は、上記架台６上にスライド可能な状態で載
せられているため、必要に応じて水平方向へ移動させる
ことにより、その軸心を親シールド２の軸心に対して偏
心させることもできる。

この子シールド３のスキンプレート５後端部の外周には
、ドーナツ板状の後部隔壁７が設けられ、この後部隔壁
７によって、上記子シールド３の後端部が親シールド２
のスキンプレート４内面に固定されており、また、上記
子シールド３の前端部には、その両側（第３図および第
４図中に゛おいて子シールド３の右側と左側）にそれぞ
れ前部隔壁８．８が設けられ、しかも、上記子シールド
３の偏心方向と反対側の前部隔壁８　（第３図および第
４図中において右側の前部隔壁８）の背後から子シール
ド３前端部の上下にかけた位置には、親シールド２側に
固定されている前部隔壁９がその前面の一部を上記前部
隔壁８の後面に接触させた状態（第１図参照）で配され
ている。

この子シールド３の前部には、切羽Ｇ、を掘削するカッ
タＩＯが設けられている。このカッタ１０は、面板型も
しくはスポーク型で（この実施例ではスポーク型）、軸
回りに回転することにより切羽Ｇ、を掘削するように構
成され、かつその回転軸１１が軸方向へ伸縮可能な状態
で子シールド３に取り付けられているものであって、通
常は、その径が上記子シールド３の径と同程度になって
いるものである。そして、第１図および第２図に示すよ
うに、このカッタＩＯの外周部には、径方向に突出して
上記親シールド２の径と同程度の径まで伸びるオーバー
カッタ１２が伸縮自在に取り付けられ、このオーバーカ
ッタ１２を突出させた状態で親シールド２と同程度の大
径トンネルを掘削することができるようになっている。

上記構成による子シールド３は、上述のように、親シー
ルド２のスキンプレート４内部に配されるとともに、後
部隔壁７により親シールド２と一体に連結され、かつそ
の連結が解除されることにより、軸線方向に沿って親シ
ールド２から独立して前進できるようになっている。

また、上記親シールド２のスキンプレート４内部であっ
てその後方には、その親シールド２自身を、掘削したト
ンネルＴの前方へ推進させるためのシールドジヤツキ１
３が設けられ、さらには、掘削後のトンネルＴの周壁Ｔ
、にセグメントＳを組み付けるための図示せぬエレクタ
装置が装備されている。

次に、上記構成からなるシールド機１によって地下鉄用
のトンネルを形成する際の手順を説明する。

まず最初に、駅部のトンネルＴを形成する際には、子ピ
ールド３を親シールド２内に同軸に配置し、かつこれら
各シールド２．３を後部隔壁７により相互に連結して一
体とした状態のシールド機１を、トンネルＴを掘進する
方向ヘカッタ１０を向けて該トンネルＴの底部にセット
し、次いで上記カッタ１０の回転軸１１を軸方向へ伸ば
すことにより親シールド２の前端部よりも突出させ、か
つそのカッタ１０のオーバーカッタ１２を伸ばして該カ
ッタ１０の径を親シールド２の径と同程度とした後、そ
のカッタ１０を回転させながらシールド機１全体を前方
へ進行させていくことによって切羽Ｇ、を掘削していく
。そして、所定距離掘進を進めた後、親シールド２側の
、エレクタ装置によって、このシールド機１により掘進
したトンネルＴの周壁Ｔ、にセグメントＳを組み付けて
一時覆工を施し、次いで、親シールド２のシールドジヤ
ツキ１３を、組み付けられたセグメントＳの前端部に反
力を取って伸長することによって、シールド機１全体を
前方に推進させる。

そして、このようにして、カッタ１０による掘進、セグ
メントＳの組み付け、シールド機１の前進、という工程
を繰り返すことによって、駅部の長さに応じた長さのト
ンネルＴをシールド機１全体で掘削する。

このようにして、駅部となる大径のトンネルＴを形成し
た後、この大径のトンネルＴから連続して、線路部とな
る小径トンネルを形成する場合には、まず、後部隔壁７
を撤去することにより親シールド２と子シールド３との
連結を解き、次いで上記オーバーカッタ１２を引き込む
ことによりカッタ１０の径を子シールドの径と同程度ま
で縮め、かつカッタ１０の回転軸１１を縮めて該カッタ
ｌＯを親シールド２内に収容した後、上記子シールド３
を油圧ジヤツキ等により架台６上を滑らせながら水平方
向（第１図および第３図の矢印方向）へ移動させ、その
際に、第３図中において左側の前部隔壁８を、必要に応
じてその先端からジェツテイングしながら地山に貫入さ
せていくことによって、第４図に示すように、子シール
ド３の軸心を親シールド２の軸心に対して偏心させる。

−なお、この子シールド３を偏心させる工程において、
杭内の止水性は、親シールド２側の前部隔壁９および子
シールド３側の前部隔壁８によって確保される。

このようにした後、上記子シールド３の前端部に固定さ
れている前部隔壁８．８を、子シールド３内からの操作
で子シールド３と離脱させ、次いで、上記親シールド２
をその場に止どめたままの状態で、上記カッタｌＯを回
転させながら子シールド３を親シールド２から独立して
前進させることによって切羽Ｇ、をさらに掘削していき
、それによって形成される後方のトンネルＴの周壁Ｔ。

に図示せぬエレクタ装置によってセグメントを組み付け
て一次覆工を施す（図示せず）。そして、上記子シール
ド３の後端部に図示せぬシールドジヤツキを配置し、こ
のシールドジヤツキをセグメントの前端部に反力を取っ
て伸長することによって、子シールド３を前進させる。

そして、このようにして、カッタ１０による掘進、セグ
メントＳの組み付け、シールドジヤツキによる前進とい
った工程を繰り返し、線路部を形成していく。

以上により、大径の駅部と小径の線路部が連続して形成
される。

この実施例のシールド機１によれば、通常の線路部およ
びこれに連設されて線路部よりも径の大きい駅部が連続
して形成されるわけであるが、親シールド２に対し、線
路部を掘進する子シールド３を偏心させることができる
ので、親シールド２が不要な断面、すなわち無駄なスペ
ースを掘削することがなく、掘削断面のほとんどを有効
に利用することができる。このため、たとえば駅部にお
いては、従来のように、トンネル底部を埋め立てるとい
った二次的な工事を必要とせず、工事費の削減にもつな
がる。

なお、この実施例では、地下鉄のトンネルを形成する例
を示しているが、この発明シールド機１によれば、例え
ば下水道などの各種トンネルを形成することができる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明のシールド機によれば、
カッタの外周部に親シールドの径と同程度の径まで径方
向へ突出するオーバーカッタが伸縮自在に取り付けられ
ていると共に、子シールドを親シールドに対して偏心さ
せるスライド機構が備えられているので、下記のような
優れた効果を奏することができる。

すなわち、この発明のシールド機を用いたシールド工法
によって地下鉄などのトンネルを掘削する場合には、親
子両シールドが同軸状態で固定されているシールド機を
用いた場合のように小径トンネルと同軸の大径トンネル
を掘削するのではないから、必要以上に径の大きな大径
トンネルが掘削されることはない。すなわち、線路部の
片側に駅部を形成する際に、その線路部を挾んで駅部と
反対側にも駅部と同程度の広さの不要な掘削断面が形成
されるようなことはないため、掘削断面全体を有効に利
用することができる上、不要な掘削断面の埋め戻し等を
省略することができ、二次的な工事を極力省くことがで
きる。このため、このシールド機によれば、地下鉄の駅
構内のように部分的に径が拡大するトンネルを効率的に
構築することができ、工費の低減化および工期の短縮を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、この発明の一実施例を示す図で
あって、第１図はシールド機の側断面図、第２図は正面
図、第３図は第１図Ａ−Ａ線視断面図、第４図は第３図
中の子シールドを偏心させた場合の縦断面図である。 ■・・・・・・シールド機、 ２・・・・・・親シールド、 ３・・・・・・子シールド、 ４・・・・・・スキンプレート（親シールド側）、（子
シールド側） ５・・・・・・スキンプレート ６・・・・・・架台、 ７・・・・・・後部隔壁、 ８．９・・・・・・前部隔壁、 １０・・・・・・カッタ、 １１・・・・・・回転軸、 １２・・・・・・オーバーカッタ、 １３・・・・・・シールドジヤツキ Ｇ・・・・・・地盤、 Ｇ、・・・・・・切羽、 Ｓ・・・・・・セグメント、 Ｔ・・・・・・トンネル、 Ｔ、・・・・・・トンネルの周壁。 （親シールド側）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状のスキンプレートを有する親シールドの内
   部に、この親シールドのスキンプレートよりも小径の円
   筒状のスキンプレートを有する子シールドが配置され、
   この子シールドの前部にその子シールドの断面と同程度
   の掘削断面を形成するカッタが設けられているシールド
   機であって、上記カッタの外周部に上記親シールドの径
   と同程度の径まで径方向へ突出するオーバーカッタが伸
   縮自在に取り付けられていると共に、上記子シールドを
   上記親シールドに対して偏心させるスライド機構が備え
   られていることを特徴とするシールド機。
2. （２）第１項記載のシールド機を用いたシールド工法に
   おいて、親シールドによってトンネルを形成した後、そ
   の親シールドに対して子シールドを偏心させ、次いでこ
   の子シールドを親シールドと分離独立して発進させるこ
   とによって、上記親シールドにより形成したトンネルよ
   りも小径で、かつ偏心したトンネルを連続して形成する
   ことを特徴とするシールド工法。