JPH03115697A - 異径断面横孔築造法 - 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） 本発明は、特に軟弱地盤に異径断面の横孔を築造するの
に好適な異径断面横孔築造法に関する。

（従来の技術） 下水道やガス管等を地中に埋設するためにシールド工事
により地中に横孔が築造されるが、都市部においては都
市周辺地域から中心部分に移っていく程、人口は集中し
ていき、それに伴って下水道、上水道、電力、通信、ガ
ス等の需要は変化していく、これらの需要に答えるため
に、管渠は１つの幹線を造りこれから枝線を伸ばしてい
る。また、その幹線は地域の需要に合わせて、順次、管
径を適切な大きさのものに変えていく必要がある。

しかして、従来、この種の工事においては掘削工事があ
る地点に達すると予め定められた掘進計画に沿ってそれ
までとは異なった管径の掘削工事を行うために新たに立
坑を築造しているが、都市部の管渠築造のためのシール
ド工事は、シールド路線上の交通量の増大、民家、工場
等の密集から立坑築造のための用地確保が困難になって
来ている実情にある。

（発明が解決しようとする課題） そのため、これらの管渠築造のためのシールド路線にあ
っては民家、工場等の密集地帯を回避しなければならな
いため、路線が必要以上に長くなってその分工期が延び
ることがあり、かつシールド路線の途中で管径を変化さ
せる必要が出て来るため、特に地盤が軟弱であるとその
工事自体が煩雑であると共に、多くの工費を要するとい
う欠点があった。

本発明は上記の点に鑑み提案されたもので、シールド路
線の途中で管径を変化させ、新たに立坑を築造しな（と
もシールド坑内から管径に合わせてシールドを継続的に
掘進させて工事を行うことにより、民家、工場等の密集
地帯有無の制約を従来に比べ少なくし、必要以上にシー
ルド路線を長くすることなく、工期を短縮すると共に、
工事費をも低減し、しかも容易に工事を行い得る異径断
面横孔築造法を提供することを目的とするものである。

（！！！題を解決するための手段） 本発明は、大型の機械式シールド機内の内外隔壁間に小
型シールド機の前方部を突設可能に設け、シールド路線
の途中で前記大型の機械式シールド機のカッタ装置を縮
小し、前記小型シールド機の前方部を突設して小型のシ
ールド機の前部を構成し、しかる後、小型シールド機を
発進させて再掘進を行い断面が変化した横孔を連続的に
形成することにより、上記目的を達成している。

（作用） 本発明は、予めシールド断面に合わせて地盤改良が行わ
れている地点まで大型の機械シールド機を掘進させた場
合、そのカッタ装置を縮小すべく地盤改良の部分に作業
室間を形成し、そこに作業員が入るため、その作業の際
、小型のシールド機のシールド筒の前方部分を組立溶接
加工して突設し、小型のシールド機を掘進させてシール
ド断面を簡単に順次縮小させることができるようにして
いる。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明を説明する。

第１は本発明で用いられる装置を用いて築造した横坑の
説明図を示すもので、例えば矢印で示すように図中右側
から左側に向かって工事が進められる場合において、本
発明ではシールド路線の適宜の箇所で立坑を築造するこ
となく管径が順次小さ（なる横坑を連続的に築造し得る
ようにしたことに特徴を有している。

第２図（イ）、（ロ）および第３図は本発明で用いられ
る装置の例を示すもので、この例におけるシールド機は
密閉機械式シールド機となっている。

しかして、１１は円筒状の第１のシールド筒であり、こ
の第１シールド筒１１に形成された後述する作泥上室４
２の前方部には回転可能なカッタ装置１２が設けられて
いる。このカッタ装置１２は、中心部に配せられ、かつ
先端部に先端ビット１３が設けられ独立した駆動系によ
り回転可能な回転軸１４が内部に貫設された円筒体１５
と、この円筒体１５の外周に基部が固着され、かつ先端
部が放射状に延びる複数本のカッターウィング１６と、
このカッターウィング１６の前面の適宜の箇所に夫々対
をなすように設けられたカッタビット１７と、カッター
ウィング１６の後方に設けられた混合羽根１８と、カッ
ターウィング１６の外周端に設けられた外周りング１９
と、この外周リング１９の前方に設けられた外周リング
付カッタビット２０および外周リング１９の後方におい
て略等間隔に設けられた外周リング付混合羽根２１と、
カッターウィング１６の強度を図るべくカッターウィン
グ１６．１６間を連結する連結部材２２とを備えて構成
されている。

この密閉機械式シールド機においては、シールド筒１１
の内側における内外隔壁２３．２４間に設けられた支持
部材２５．２６の間に小型シールド機のシールド筒の前
方部分を構成する円筒状のフード部２７が前部に突出可
能に設けられている。

２８はフード部２７の外周と支持部材２５との間に設け
られたシール兼滑出材である。なお、図示の例ではフー
ド部２７が１つの場合について示しているが、フード部
２７の数は装置自体が比較的大口径のものとなる場合に
は必要に応じ支持部材２５とシールド筒１１との間を他
の支持部材で更に区切り、第２、第３のフード部を設け
ることも可能である。

また、田はカッタ装置Ｕを駆動するためのカッタ駆動装
置で、カッタ駆動モータ３０、歯車Ｉ！構等からなる回
転伝達機１１１１３１、この回転伝達機構３１が連結さ
れていると共にカッターウィング１６の後部にも連結さ
れ、かつ回転伝達軸として機能する回転伝達材３２とに
て構成されている。

３３は、回転伝達材３２の内側に位置する内周混合羽根
で、第１腕部３４を介し回転軸１４に設けられており、
この内周混合羽根３３は腕部３４の前後に延びている。

また、３５．３６は第２、第３腕部で第１腕部３４の後
方に夫々順次設けられ、かつその後方部のみに内周混合
羽根３７が設けられている。また、３８は回転伝達機構
３９を介し前記回転軸１４を駆動するための回転軸駆動
用モータ、４０は回転軸１４の先端部に設けられた作泥
材注入口、４１は前記隔壁２３．２４と相俟ってシール
ド筒１１の前部に形成された作泥上室４２を作成するた
めの隔壁、４３は隔壁２３に設けられた土圧計の如き圧
力計、■は隔壁４１の下方に接続された排土装置の一例
であるスクリューコンベヤで、このスクリューコンベヤ
旦は後端に開閉自在なゲートを存する排出口４５が設け
られた外筒４６と、その内部に回動自在に設けられたス
クリュー４７と、このスクリュー４７の先端に適宜設け
られた引っ掻き棒４８と、スクリュー４７を回転せしめ
るモータ４９とにより構成されている。５０はエレクタ
−１５１は順次円筒状に継ぎ足されたセグメント、５２
はシールド機を促進させるための促進ジヤツキである。

上記密閉機械式シールド機を用いて横孔を掘削するには
、先ずカッタ装置■を駆動装置用および回転軸駆動用モ
ータ３８にてなる駆動装置により駆動せしめて他山を掘
削しその掘削土砂を作泥王室４２内に取入れ、この土砂
と、この作泥王室４２内に必要に応じ作泥材注入管５３
から注入される、例えばベントナイト、０ＭＣ１空気連
行剤、発泡剤、高分子吸収剤などのような作泥材とをカ
ッタ装置用の混合層＄１１１８等の回転により混合して
切羽を押えるに足る塑性流動性をもつ混合体とし、この
混合体が作泥上室４２およびスクリューコンベヤ■の外
筒４６内に充満したら推進ジヤツキ５２を伸長せしめて
この混合体に圧力を与え、この圧力により切羽を押えて
その崩壊を防止しつつ掘削作業を行うものである。しか
して、このときスクリューコンベヤ■のスクリュー４７
をモーター４９により回転せしめない限り作泥王室４２
内の混合体は外部に排出されることはないので、この作
泥王室４２内の圧力は一定に保たれる。このようにして
地山の掘削が進み作泥王室４２内に溜る土砂の量が増し
てきてこの圧力が増大してきたらその圧力計４３により
検知しその検知に従いスクリューコンベヤＨのスクリュ
ー４７をモーター４９により回転せしめてこの混合体を
排出口４５から外部に排出せしめて作泥王室４２内に圧
力を常時一定に保持するものである。

そして、このようにして、第３図に示すように、予めシ
ールド断面に合わせて、地盤改良が行われている所定の
掘進位置まで大型の機械式シールド機を掘進させる。そ
して、そのシールド機が到達地点の地盤改良区間Ａに到
達すると、作泥王室４２内の混合体を抜き、作業空間を
確保して次断面に合わせてカッターウィング１６を切断
加工してカッタ装置１２を縮小する。そして次に発進す
る小型のシールド機の先端フード部２７を前方に押し出
したり、場合によってはあとからシールド筒の前方部を
組立溶接加工する。

すなわち、本発明では、カッターウィング１６を切断加
工するために作業員が作業空間に入るので、この作業空
間において小型のシールド機のシールド筒の前方部分を
継ぎ足して突設するようにしている。しかる後、再発進
する小型のシールド機のシールドハル部分５５と推進ジ
ヤツキ５２、エレクタ−５０等の小型のシールド機の後
部をシールド坑内で取付は小型のシールド機とし、かつ
再発進に備えて、反力受セグメント５４を組み立て再掘
進する。

再発進にあたって、小径のシールドで掘進する区間が直
進区間であるような場合、セグメント中を通常より大き
くすると前記掘進区間でセグメント組立回数が少なくで
きシールドの進捗を太き（でき経済的である。

しかるに、本発明では大型のシールド機内に小型のシー
ルド機を設けるようにし、大型、小型シールド機は共に
セグメン）＆Ｉｌ立位置が同じであり、小型のシールド
機の後部分は途中で接続するようになっているため、大
型のシールド機の機長を大きくしなくともセグメント中
を通常より大とすることができ、よってセグメント組立
回数を少なくし得る。

以上の操作を繰り返せば、密閉機械式シールド機を使っ
て順次断面を縮小していくことが出来る。

なお、上記実施例において排土装置としてはスクリュー
コンベヤの他に排出量調整可能な排土用パイプ、排土用
土砂圧送ポンプ等を取付けても良い。

本発明の工法は泥水シールド土圧シールド等に適用でき
ることは勿論である。

第４図は密閉機械式シールド機の他の例をしめすもので
、前述の例は比較的大型のもので、カッタ装置■は２つ
のモータ３０．３８によって駆動され、かつ作泥上室４
２内に多数の混合羽根３３．３７が設けられているのに
対し、この例におけるシールド機のカッターウィング１
６は回転軸１４に固着され、かつこの回転軸１４は隔壁
２４”に設けられた軸受５７によって支承され、歯車機
構からなる回転伝達機構３９を介し適数個のカッタ駆動
モータ３８によって駆動されるようになっている。５６
はフード部で隔壁２３°　と隔壁２４゛　　との間にお
いて前方に突出可能に配設されている。

その他の概ねの構成、作用等は前述の実施例とほぼ同様
であるため、詳細な説明は省略する。

（発明の効果） 以上の通り本発明によれば、管径の断面を変化させて掘
進を行うものにおいて、掘進計画に合わせて所定の地点
に達した際、装置のシールド筒の径を変化させることに
より、新たに立坑を築造することなく断面を順次縮小さ
せてシールド路線を形成することができ、切羽が自立性
のものはもとより、軟弱地盤であっても切羽を安定に押
えつつ掘削することができ、公害の原因となる薬液を注
入して地盤を改良するといった補助工法を極力押え容易
に掘削を行うことができ、シールド路線上の交通の問題
、民家、工場等の有無の制約を特に受けることがないた
め、必要以上に路線が長くなることはなく効率良（掘進
作業を行うことができる。従って、工期が短縮すると共
に、工事費も低減し、かつ新たに立坑を築造する必要が
ないため、その分についても工事が楽になると共に、工
事費も低減する等の効果がある。

また、本発明では大型のシールド機から掘進計画に沿っ
た小型のシールド機を容易に得ることができるが、この
場合、大型のシールド機の機長が長くなることがないた
め、曲線施工に際しても余堀りを最小限に押えることが
でき、施工精度や地表面沈下環に悪影響を与えることは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工法により断面が順次縮小して形成さ
れたシールド路線の断面説明図、第２図は本発明に用い
られる異径断面横孔掘削装置の例を示し、（イ）図は正
面図、（ロ）図は縦断面図、第３図は同上の動作説明図
、第４図は本発明で用いられる他の装置例である。 １１・　・　・　・・　・シールド筒 １２・・・・・・カッタ装置 ２４．２４゛　　・・・隔壁 ２７．５６・・・・フード部 ４２・・・・・・作泥土材 ４４・・・・・・排土装置 ５２・・・・・・シールドジヤツキ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 大型の機械式シールド機内の内外隔壁間に小型シールド
   機の前方部を突設可能に設け、シールド路線の途中で前
   記大型の機械式シールド機のカッタ装置を縮小し、前記
   小型シールド機の前方部を突設して小型のシールド機の
   前部を構成し、しかる後、小型シールド機を発進させて
   再掘進を行い断面が変化した横孔を連続的に形成してゆ
   くことを特徴とした異径断面横孔築造法。