JPH02272193A - シールドトンネルの到達方法及びその装置 - 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」 本発明は、薬液注入等の地盤改良を施すことなく、機械
的にシールド機を立坑に到達させることのできるシール
ドトンネルの到達方法及びその装置に関するものである
。

［従来の技術及びその課題」 従来、この種のシールドトンネルの到達方４　トしては
、立坑の到達目部分（到達立坑外）に薬液注入、地中造
成杭、凍結工法等の地盤改良を施し、これによって地山
を自立させ、到達口を開いた後シールド機を到達させて
いた。

ところが、前記のように地盤改良を行う方法にあっては
、しばしば地盤改良が不完全であり、水が侵入して来り
、水と一緒に土砂が流出したりして、地盤改良をやり直
さねばならないとうい事態が起きている。そして、近年
、シールドトンネルはますます大口径化、大深変化の傾
向にあるため、到達口を除去する作業が長時間となり、
地山を長期間自立させておくことが困難となってきてい
るという課題かあった。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、大口径、
大深度にあっても地山に地盤改良を施して自立させるこ
となく／−ルド機を立坑に到達させることができるシー
ルドトンネルの到達方法及びその装置を提供するこを目
的としている。

１課題を解決するための手段」 この発明の方法は、筒状のスキンプレートの前部に設け
られたカッター装置で地盤を切削しなから該切削した土
砂をスキンプレート内に取り込むとともに、スキンプレ
ートの後部において組み立てたセグメントに反力をとっ
て地盤中を掘進するシールド掘削機を所定の場所に設け
られた立坑に到達させる際の到達方法であって、前記立
坑の到達面側に予め、第２のスキンプレートと、該第２
のスキンプレートの内部に設けられて立坑の壁となるバ
ルクヘッドと、第２のスキンプレートの外周部に設けら
れてシールド機との接合部となる受圧リングとを備えた
受入装置を設置しておき、前記地盤中を推進するシール
ド機をこれら受入装置の近傍で停止ヒさゼ、ついでこれ
らシールド機と受入装置を接合させた後、第１のスキン
プレートの内部や第２のスキンプレートの内部を解体す
ることを特徴しており、 この発明の装置は、前記第１のスキンプレートの前部内
周面に沿って配設されかつ第１の推進ジヤツキによって
前記第１のスキンプレートの進行方向に突出移動する貫
入リングを設け、また力、７ター装置の外周部には第１
のスキンプレートの怪力向に沿って伸縮自在なカッター
スポークを設けるとともに、カッター装置全体を第１の
スキンプレート内に引き込むカッタースライドジヤツキ
を設けたシールド機と、前記立坑の到達側には該シール
ド機の貫入リングか突出した際にこれを受ける受圧リン
グを設け、該受圧リングを前記第２のスキンプレートに
よって保持するとともに、第２のスキンプレートの内部
をバルクヘッドによって覆った受入装置とを備えた構成
である。

また、前記カッター装置の外周部に第１のスキンプレー
トの径方向に沿って伸縮自在なカッタースポークを設け
たシールド機と、前記立坑の到達側には第１のスキンプ
レートと接合される第２のスキンプレートを設け、該第
２のスキンフレー１・の内部には土水圧を支持するバル
クヘッドを設けるとともに、前記第１のスキンプレー；
・と当接する受圧リングを設け、該受圧リング及びバル
クヘッドを第２のスキンプレートの内周面に沿って長手
方向に移動さける第２の推進ジヤツキを設けた受入装置
とを備えた構成としている。

「作用」 本発明のシールドトンネルの到達方法によれば、シール
ド機の第１スキンプレートと第２のスキンフレ−１・と
が受圧リングを介して接合されるため、接合部に作用す
る土、水圧を前記第１及び第２のスキンプレートによっ
て受け、第１のスキンプレートと受圧リングとの接続部
によって止水が行なわれ、この状態において、シールド
機の内部、例えば、カッター装置やその駆動源等を、ま
た第２のスキンプレートのバルクヘッド等を解体するこ
とにより、シールドトンネルと立坑とを貫通させること
かできる。

そして、シールドトンネルの到達装置によれば、シール
ド機を受入装置のわずか手前で停止させ、カッタースポ
ークを第１のスキンプレートの径方向に縮めてカッター
装置内に収納した後、該カッター装置自体を第１のスキ
ンプレートの内部に引き込むことによりカッター装置を
スキンプレートの内部に収納状態とし、この状態におい
て貫入リングを第１のスキンプレートの先端側へ突出さ
せることにより、第２のスキンプレートの受圧リングに
当接さぜ、これによってシールド機と受入装置とを接合
させるようにしてもよく、 また、シールド機を受入装置のわずか手前で止め、カッ
タスポークを第１のスキンプレートの径方向に縮めてカ
ッター装置内に収納した後、受入装置の第２の推進ジヤ
ツキを駆動させることにより、受圧リングやバルクヘッ
ドをシールド機側に移動させるとともに、前記受圧リン
グをさらにシールド機側に移動させることにより、該受
圧リングがシールド機の第１のスキンプレートと当接し
、第１のスキンプレートと第２のスキンプレートとが接
合されるようにしてもよい。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明を説明する。

第１図ないし第６図は本発明のシールドトンネルの到達
方法及びその装置の第１実施例を、また第７図ないし第
１２図は第２実施例を示すものである。

まず、第３図を用いて本発明の概要について説明すると
、図中符号Ｇは地盤である。地盤Ｇには到達立坑Ａが掘
削されており、該到達立坑の到達口Ａ１には、受入装置
Ｂが設置され、該受入装置Ｂに向ってシールド機Ｓか地
盤Ｇ中を掘進している。

つぎに第１図を用いて本実施例に使用されるシールド機
Ｓについて説明する。

該シールド機Ｓは円筒状のスキンプレート（第１のスキ
ンフレー１・）１が設けられており、該スキンプレート
１の先端の内周面には貫入室２が設けられている。貫入
室２はスキンプレートの内周面に沿って円筒状の板を設
けてスキンプレートを２重構造とし、該貫入室２の内部
にスキンプレートの長手方向に突出する貫入リング３を
設（プてなるものである。そして、貫入リング３の後部
には貫入リング３をスキンプレート１の先端から受入装
置に突出させるための打出ジヤツキ４が設けられている
。

つぎに、該スキンプレート１の先端にはカッター装置５
が設けられており、該カッター装置５の内部にはスキン
プレート１の径方向に沿って伸縮自在なカッタースポー
ク６が設けられており、該カッタースポーク６はカッタ
ー装置５に付設された伸縮ジヤツキ７によってスキンプ
レート１の外周面と、前記貫入室の内周面より若干内側
との間で伸縮する長さとされている。これは、通常の掘
進時には地盤Ｇをスキンプレート１の外周と一致する幅
で切削することかできるとともに、後述する貫入リング
３を押し出す際には、切削刃に貫入リングが接触するこ
とかないようにするためである。さらに、カッター装置
５にはその背面側に、カッター装置５全体をシールド機
の貫入室２の内部に収納するためのカッタースライドジ
ヤツキ８が設けられている。

さらに、図中符号９はカッターを回転させる駆動源とし
てのカッター駆動油圧モータであり、１０はスキンプレ
ート１の後部において組み立てたセグメント１１に反力
をとってシールド機を地盤中で推進させるための推進ジ
ヤツキ（第１の推進ジヤツキ）であり、該推進ンヤッキ
１０と押出ジャツキ４とはスキンプレートの周方向に沿
って所定間隔毎に交互に設けられている。また、前記ス
キンプレート１とセグメント１１との間には図示しない
テールパツキンが設けられている。また符号１２はシー
ルド機の隔壁である。

つぎに、第２図を用いて受入装置Ｂについて説明すると
、図中符号１５はスキンプレート（第２のスキンプレー
ト）であり、第１のスキンプレートを略同寸法の円筒状
に形成されている。そして、スキンプレートの内側には
、該スキンプレートの内周面に沿って配設された内板１
６によって筒状の空間（貫入室より若干広めの幅に形成
された）１７が形成されており、該空間１７の内部には
受圧ゴムリング１８が装着されている。この受圧リング
１８はスプリング１つによって空間内をスプリングの長
手方向に移動自在とされ、これによって、シールド機の
貫入リングが受圧ゴムリングに当接する際の衝撃を緩和
させるとともに、貫入リングと受圧ゴムリングとの密着
性を向」ニさせるようにしている。さらにスキンプレー
ト１５の内側にはバルクヘッド２０が設けられており、
このバルクヘッド２０によってシールド機が立坑に到達
するまでの間、土水圧を支持するような構成となってい
る。

つぎに、前記のように構成された装置によって本実施例
のシールドトンネルの到達方法について第３図ないし第
６図を用いて説明する。

ぐ１）まず、第３図、第４図に示すように、到達立坑Ａ
の到達口Ａ１側は、仮設矢板Ｙによる二重締め切りとし
、本設の立坑の壁Ｗをシールド機の受入装置Ｂを設置す
るために一部除去し、受入装置Ｂを設置した後、仮設矢
板Ｙとの間に土砂により埋戻しを行うとともに、仮設鋼
矢板Ｙは引抜撤去する。したがって、本設立坑の到達側
の壁には受入装置が設置されており、受入装置の第２の
スキンプレート及びバルクヘッド２０によって周囲の土
、水圧を支持するようになっている。

一方、シールド機Ｓは、カッター装置５で地盤Ｇを切削
しながら該切削した土砂をスキンプレート１内に取り込
むとともに、スキンプレート１の後部において組み立て
たセグメント１１に反力をとって地盤Ｇ中を掘進さ且る
。

（１１）　　つぎに、第５図に示すように、シールド機
Ｓを到達口手前、即ぢ、受入装置の、数ｃｍ〜数十ｃｍ
のところで停止させ、伸縮ジャ・ツキ７によってカッタ
ースポークをカッター装置５の内部に収納する。

（ｉｉｉ）　　つぎに、第６図に示すように、力・ツタ
−装置５を力・ツク−スライドジヤツキ８によってシー
ルド機１の貫入室２の内部に収納し、この状態において
貫入リング３を押出ジヤツキ４によって受入装置側へ押
し出し、貫入リング３の先端を受入装置内の受圧ゴムリ
ング１８に当接させる。この状態において貫入リング３
と受圧ゴムリンク川８との先端が突き合わされて、接合
部からの止水を実現することができる。

（１ｖ）　　このように、第１．第２のスキンプレー］
・及び貫入リング３と受圧コムリンク月８とによって地
山から作用する土水圧が遮断された後には、シールド機
内のカッター装置や力・ツター駆動モータ、仕切板等を
解体するとともに、受入装置のバルクヘッド等を解体す
ることによりトンネルを貫通させる。

このように、本実施例の方法及び装置によれば、シール
ド機の第１スキンプレート１と受入装置Ｂの第２のスキ
ンプレート１５とが貫入リング３及び受圧リング１８を
介して接合されるため、地山から作用する土、水圧を前
記第１及び第２のスキンプレートによって受け、貫入リ
ング３と受圧リング１８との接続部によって止水が行な
われ、この状態において、シールド機の内部（カッター
装置やその駆動源等）や、また第２のスキンプレートの
内部（バルクヘッド等）を解体することにより、シール
ドトンネルと立坑とを貫通させることができるため、大
口径、大深度にあっても地山に地盤改良を施して自立さ
せる必要がなくシールド機を立坑に到達させることがで
きる。これによってシールド機の解体、後方設備の撤去
等の作業を安全かつ迅速に行うことができる。

つぎに、第７図ないし第１２図を用いて、本発明の第２
の実施例のシールドトンネルの到達方法及び装置につい
て説明する。なお、第２実施例において、前記第１実施
例に示した構成要素と共通する要素については同一符号
を付すこととする。

まず、第７図を用いて、本実施例のシールド機Ｓについ
て説明する。本実施例のシールド機Ｓはスキンプレー１
−１の前部にカッター装置５が設けられており、該カッ
ター装置５の内部には、スキンプレートの径方向に沿っ
て伸縮自在なカッタースポーク６が設けられている。こ
のカッタースポーク６は、伸縮ジヤツキ７によって駆動
されるようになっており、シールド機が通常の掘進時に
はスキンプレート１の外周と略同じ長さに突出されて地
山を掘削し、受入装置との接続時にはスキンプレートｌ
の内部に収納されるようになっている。

なお図中符号１２は仕切板であり１０はスキンプレート
の後部で組み立てられたセグメント１１に反力を取って
シールド機を推進させるンールドジャソキである。

次に、第８図を用いて本実施例に使用される受入装置に
ついて説明する。

該受入装置Ｂは立坑Ａ内の到達側に設けられるようにな
っており、外周を第２のスキンプレート１５によって覆
われている。該第２のスキンプレート１５の外径は前記
シールド機の第１のスキンプレート１の外径より若干（
本実施例では数ｃｍ）大きくなるように形成されている
。そして、第２のスキンプレート１５の内部にはリング
状に形成されて貫入リングとの接触圧により止水を行う
受圧ゴムリング１８と、これを支持する鋼製のリング状
の内板１６と、該内板１６の間に設けられて土水圧を支
持するバルクヘッド２０とを備えてなり、前記受圧ゴム
リング１８は貫入押出ジヤツキ１８ａによって第２のス
キンプレート１５の軸線方向に沿って移動自在となって
おり、さらに、受入装置全体を接近するシールド機側へ
前進させる推進ジヤツキ（第２の推進ジヤツキ）２１が
設けられている。

つぎに、前記のように構成された装置を用いたシールド
トンネルの到達方法の第２実施例について、第９図ない
し第１２図を用いて説明する。

（１）　まず、第９図、第１０図に示すように、到達立
坑Ａの到達口Ａｌ側は、仮設矢板Ｙによる二重締め切り
とし、本設の立坑の壁Ｗを受圧装置Ｂを設置するために
一部除去し、受圧装置Ｂ設置した後、仮設矢板Ｙとの間
に土砂により埋戻しを行うとともに、仮設鋼矢板Ｙは引
抜撤去する。したがって、本設の到達側の壁には受入装
置が設置されており、該受入装置の第２のスキンプレー
ト及びバルクヘッドによって周囲の土、水圧を支持する
ようになっている。

一方、シールド機Ｓは、カッター装置５で地盤Ｇを切削
しながら該切削した土砂をスキンプレート１内に取り込
むとともに、スキンプレート１の後部において組み立て
たセグメント１１に反力をとって地盤Ｇ中を掘進させる
。

（１１）　　つぎに、第］、　１図に示すように、シー
ルド機Ｓを到達口手前、即ち、受入装置の、数ｃｍ〜数
十ｃｍのところで停止させ、カッター装置５の伸縮ジヤ
ツキ７によってカッタースポーク６を貫入室２の内側ま
で縮小させる。

（ｉｉｉ）　　つぎに、第１２図に示すように、受入装
置の推進ジヤツキ（第２の推進ジヤツキ）２１を駆動さ
せることにより、停止しているシールド機に向って受入
装置Ｂを前進さ世るとともに貫入押出ジヤツキ１８ａに
よって受圧ゴムリング１８をシールド機に設定した圧力
で貫入を行い到達を完了させる。

この状態において受圧ゴムリングと第１のスキンプレー
ト１の先端が突き合わされて、接合部からの止水を行う
ことができる。

（ｉＶ）　　このように、第１．第２のスキンプレート
及び受圧ゴムリングとによって土水圧か遮断された後に
は、シールド機内のカッター装置やカッター駆動モータ
、仕切板等を解体するとともに、受入装置のバルクヘッ
ド等を解体することによりトンネルを貫通させる。

したがって、本第２実施例のシールドトンネルの到達方
法にあっては、前記第１の実施例と同様の作用効果、即
ぢ土水圧に対しては第１、第２のスキンプレートで対応
し、止水については第１のスキンプレートと受圧ゴムリ
ングの接触圧で対応する。これによってシールド機の解
体、後方設備の撤去等の作業を安全かつ迅速に行うこと
ができる。

なお、受圧装置が前進する時に、シールド機との間にあ
る土砂はシールド機側で圧力管理を行いながら排土して
いく。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明のシールドトンネルの到達
方法によれば、シールド機の第１スキンプレートと第２
のスキンプレートとが受圧リングを介して接合されるた
め、接合部に作用する土、水圧を前記第１及び第２のス
キンプレートによって受け、第１のスキンプレートと受
圧リングとの接続部によって止水が行なわれ、この状態
において、シールド機の内部、例えば、カッター装置や
その駆動源等を、また第２のスキンプレートのバルクヘ
ッド等を解体することにより、シールドトンネルと立坑
とを貫通させることができ、土水圧に対しては第１、第
２のスキンプレートで対応し、止水については第１のス
キンプレートと受圧ゴムノングの接触圧で対応する大口
径、大深度にあっても地山に地盤改良を施して自立させ
る必要がなくシールド機を立坑に到達させることができ
る。

これによってシールド機の解体、後方設備の撤去等の作
業を安全かつ迅速に行うことができる。

また、シールドトンネルの到達装置によれば、シールド
機を受入装置のわずか手前で停止させ、カッタースポー
クを第１のスキンプレートの径方向に縮めてカッター装
置内に収納した後、該カッター装置自体を第１のスキン
プレートの内部に引き込むことによりカッター装置をス
キンプレートの内部に収納状態とし、この状態において
貫入リングを第１のスキンプレートの先端側へ突出させ
ることにより、第２のスキンプレートの受圧リングに当
接させ、これによってシールド機と受入装置とを接合さ
せるようにしているため、貫入リングを確実に受圧リン
グに押圧させることかでき、これによって略完全に止水
を行うことができ、大口径、大深度にあっても地山に地
盤改良を施して自立させる必要がなくシールド機を立坑
に到達させることができ、シールドトンネルを完成さゼ
ることかできる。

また、シールド機を受入装置のわずか手前で止め、カッ
タスポークを第１のスキンプレートの径方向に縮めてカ
ッター装置内に収納した後、受入装置の第２の推進ジヤ
ツキを駆動させることにより、受圧リングやバルクヘッ
ドを７一ルド機側に移動させるとともに、前記受圧リン
グをさらにシールド機側に移動させることにより、該受
圧リングかシールド機の第１のスキンプレートと当接し
、第１のスキンプレートと第２のスキンプレートとが接
合されるようにしたものであるので、略確実に止水を施
すことが可能となり、大口径、大深度にあっても地山に
地盤改良を施して自立させる必要がなくシールド機を立
坑に到達させることができ、シールドトンネルを完成さ
せることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例を示すもので
あり、第１図はシールド機の側断面図、第２図は受入装
置の側断面図、第３図ないし第６図は第１実施例の到達
方法を説明するための図であり、第３図は受入装置が取
り付けられた立坑に向って推進するシールド機の側断面
図、第４図は第３図の平面の断面図、第５図は立坑に接
近して停止した状態のシールド機の側断面図、第６図は
立坑の受入装置とシールド機とが接合された状態の側断
面図、第７図ないし第１２図は本発明の第２実施例を示
すものであり、第７図はシールド機の側断面図、第８図
は受入装置の側断面図、第９図ないし第１２図は第２実
施例の到達方法を説明するための図であり、第９図は受
入装置が取り付けられた立坑に向って推進するシールド
機の側断面図、第１Ｏ図は第９図の平面の断面図、第１
１図は立坑に接近して停止した状態のシールド機の側断
面図、第１２図は立坑の受入装置とシールド機とが接合
された状態の側断面図である。 Ｇ・・・地盤、Ａ・・立坑、Ｂ・　受入装置、Ｓシール
ド機、■　・・・スキンプレー１−（’４１のスキンフ
レー１・）、２・・・貫入室、３　　・貫入リンク、５
・・・・・カッター装置、６　・・カッタースポーク、
８・・・　カッタースライドジヤツキ、１０推進ジヤツ
キ、ｊｌ・・・・・セグメンｌ−１１５スキンプレー１
−（１２のスキンプレート）、１８受圧コムリング（受
圧リング）、２ｏ・・・・ハルクヘソド、２１・・推進
ジヤツキ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒状のスキンプレートの前部に設けられたカッタ
   ー装置で地盤を切削しながら該切削した土砂をスキンプ
   レート内に取り込むとともに、スキンプレートの後部に
   おいて組み立てたセグメントに反力をとって地盤中を掘
   進するシールド掘削機を所定の場所に設けられた立坑に
   到達させる際の到達方法であって、前記立坑の到達面側
   に予め、第２のスキンプレートと、該第２のスキンプレ
   ートの内部に設けられて立坑の壁となるバルクヘッドと
   、第２のスキンプレートの外周部に設けられてシールド
   機との接合部となる受圧リングとを備えた受入装置を設
   置しておき、前記地盤中を推進するシールド機をこれら
   受入装置の近傍で停止させ、ついでこれらシールド機と
   受入装置を接合させた後、第１のスキンプレートの内部
   や第２のスキンプレートの内部を解体することを特徴と
   するシールドトンネルの到達方法。
2. （２）請求項１記載のシールドトンネルの到達方法に使
   用される装置であって、前記第１のスキンプレートの前
   部内周面に沿って配設されかつ第１の推進ジャッキによ
   って前記第１のスキンプレートの進行方向に突出移動す
   る貫入リングを設け、またカッター装置の外周部には第
   １のスキンプレートの径方向に沿って伸縮自在なカッタ
   ースポークを設けるとともに、カッター装置全体を第１
   のスキンプレート内に引き込むカッタースライドジャッ
   キを設けたシールド機と、前記立坑の到達側には該シー
   ルド機の貫入リングが突出した際にこれを受ける受圧リ
   ングを設け、該受圧リングを前記第２のスキンプレート
   によって保持するとともに、第２のスキンプレートの内
   部をバルクヘッドによって覆った受入装置とを備えたこ
   とを特徴とするシールドトンネルの到達装置。
3. （３）請求項１記載のシールドトンネルの到達方法に使
   用される装置であって、前記カッター装置の外周部に第
   １のスキンプレートの径方向に沿って伸縮自在なカッタ
   ースポークを設けたシールド機と、前記立坑の到達側に
   は第１のスキンプレートと接合される第２のスキンプレ
   ートを設け、該第２のスキンプレートの内部には土水圧
   を支持するバルクヘッドを設けるとともに、前記第１の
   スキンプレートと当接する受圧リングを設け、該受圧リ
   ング及びバルクヘッドを第２のスキンプレートの内周面
   に沿って長手方向に移動させる第２の推進ジャッキを設
   けた受入装置とを備えたことを特徴とするシールドトン
   ネルの到達装置。