JPH0317392A - シールド掘進機の発進装置 - 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】 Ａ．産業上の利用分野 本発明は、補助坑内に設けた基地からシールド゛掘進機
を発進させる装置に関し、特に地下数１０ｍ以深の大深
度の地中に大空間を構成する構造物をシールド掘進機で
構築する際に用いるのに好適な発進装置に関する。

Ｂ．発明の背景 第８図に示すように、大深度の地中に大空間ＢＳの構築
物ＡＳを建設し，研究施設等各種の施設に利用すること
が提案されている。かかる構築物ＡＳの建築に際し、地
表面から直接的に大規模な地下構造物を構築する従来の
開削工法やケーソン工法では、工事期間中地上に大きな
敷地面積を占有し、近隣区域に及ぼす影響が大きい。ま
た、既設地下構造物が工事進行の障害になる等の理由か
ら、特に都心部およびその近郊では、環境面，施工面で
従来工法に代えてこれらの点を解決する工法が望まれて
いる。

第８図に示す構築物ＡＳは、屋根Ｄ○と、屋根Ｄｏから
下方に延設された連続壁ＣＷと、底ＢＯとで構威され、
本出願人等は、第９図に示す工法を提案している。

まず、構築物ＡＳの中心と屋根Ｄｏの外周部の２箇所の
位置に中央立坑ＩＣと外周立坑ＩＰを築造する。次に外
周立坑１Ｐの下端を発進基地３ａとして地中連壁２を形
或するための作業用トンネル３を築造する。この連壁作
業用トンネル３は、屋根Ｄｏの下端に位置し中央立坑１
Ｃを中心とした円環状のトンネルである。屋根Ｄｏの天
端部に相当する中央立坑ＩＣの位置から、連壁作業用ト
ンネル３の発進基地３ａの上部に向けて円弧斜坑トンネ
ル４を１本築造する。次に連壁作業用トンネル３の上部
外面に近接してリングトンネル５−、を築造する。この
築造はリング用シールド掘進機６により行われる。リン
グトンネル５−、は連壁作業用トンネル３と同心の円環
状トンネルで円弧斜坑トンネル４がシールド掘進機６の
発進基地および到達基地となる。

第１段のリングトンネル５−、の築造後、円弧斜坑トン
ネル．４内の発進位置を一段上方に移し，先に築造完了
させたリングトンネル５−１の上部外面に近接して２段
目の環状径の小さいリングトンネル５−２を築造する。

この工程を順次繰り返し、リングトンネル５を複数段に
築造することで屋根Ｄｏが順次形威されていく。

従って複数段のリングトンネル５−、〜５−ｎは、中央
立坑ＩＣを中心とした同心因状のトンネルで、各リング
トンネル５は必ず円弧斜坑トンネル４を通過し、その円
弧斜坑トンネル４がリングトンネル５の発進、到達基地
となっている。

このような屋根Ｄｏの築造に際してリングトンネル５を
順次繰り返し築造する場合、まず，第１０図に示すよう
に連壁作業用トンネル３の発進基地３ａに足場７を構築
し，その上に発進架台８を介してシールド掘進機６を戟
置する。また、発進側の円弧斜坑トンネル４の壁に止水
用の周知のリング状エントランスパッキン９を取り付け
，到達側の円弧斜坑トンネル４の壁にはシールド！８進
機６の推進反力をとるための周知のバックトラス５１を
構築する。

エントランスパッキン９の中央部からシールド掘進機６
で掘進を開始し，リング状に掘り進んでリングトンネル
５を構築して元の発進基地３ａに到達する．なお，ある
程度掘進するとシールド掘進機６の推進反力をリングト
ンネル５の各セグメントでとれるから，発進時使用した
バックトラス５ｔを取り外しておき、到達時にシールド
掘進機６が発進架台８の上に回収されるようにする。こ
のようにして１段目のリングトンネル５−、の築造が完
了すると、２段目のリングトンネル５−，の築造の段取
りを行う。

その段取りは次のように行われる。

第１ｌ図に示すように、まず、シールド掘進機６を円弧
斜坑トンネル４の上部にウインチＷで引き揚げて中央立
坑ＩＣに待機させる。次に，発進架台８，バックトラス
５１を引き上げ、シールド掘進機６が２段目のリングト
ンネル５−２の中心に設置されるように足場７を組み直
す。そして、発進側の円弧斜坑トンネル４の壁にエント
ランスパッキン９を取付け、その後、シールド掘進機６
を中央立坑ＩＣより吊り下げて発進架台８の上に設置す
ると、２段目のリングトンネル５−２の築造の段取りが
完了する。発進，掘進および到達についてはｌ段目のリ
ングトンネル５−，の場合と同様である。この工程を繰
り返すことにより，複数段のリングトンネルが築造され
る． Ｃ．発明が解決しようとする課題 しかしながら、以上の施工には次のような問題点がある
。

（１〉発進段取り時に，シールド掘進機６を中央立坑ｌ
Ｃに毎回引き上げ待機させる必要があり，施工能率が悪
い。また、引き上げ作業は次の点で難しくかつ危険であ
る。

・円弧状のトンネル４内での作業であり足場の確保が困
難。

・円弧状に傾斜するトンネル４内での吊り上げ作業のた
め、垂直方向への吊り上げと水平方向への横引き作業が
伴い難しい作業である。特に、円弧斜坑トンネル４の上
部ではほぼ水平に近くなりシールド掘進機６を吊り上げ
ることが難しくなる。

（２）足場は各段で組み直すため、段取りに多大の時間
を要す。

（３）発進段取り時に、エントランスパッキン９を毎回
取り付ける必要があり、段取りに時間がかかる。

（．４）任意の段のリングトンネルの掘進が完了し発進
基地に到達してシールド掘進機６を基地内に回収する際
、発進側のエントランスパッキン９に相当する到達側で
のパッキンが無いため、地山の地下水および土砂がシー
ルド外周部より噴き出し地山崩壊の原因となる。これを
防ぐため、到達部は地盤改良などをして止水する必要が
あり、多大の時間と費用を要す。

（５）シールド掘進機６が掘進を開始する時の推進反力
はバックトラス５１を介して円弧斜坑トンネル４で受け
持たれるため、円弧斜坑トンネル４を強固な構造にする
必要がある。

（６）シールド掘進機６の発進時の姿勢はトンネル施工
上重要な管理要素であるが，各段のリングトンネル５を
築造するたびに足場全体が組み直され，発進架台のレベ
ル調整作業が煩雑でかつ難しい。

本発明の目的は、補助杭から複数段にトンネルを築造す
る際の作業性を向上させることにある。

Ｄ．課題を解決するための手段 一実施例である第ｌ図により本発明を説明すると、本発
明は、築造するトンネル５−１〜５−ｎと略？交する補
助坑４内に設置されて、シールド掘進機６で複数段にト
ンネル５−１〜５−ｎを順次に築造するためのシールド
掘進機の発進装置に適用される。以下、請求項ごとに説
明する。

一請求項１ー この発明は．シールド掘進機６を収容して，発進側から
シールド掘進機６を発進させて補助坑４よりトンネル掘
進を開始させると共に発進側と対向する到達側からシー
ルド掘進機６を補助坑４に到達させる発進到達手段１０
と、発進時にシールド掘進機６の推進反力を受ける推力
支持手段２０と、発進到達手段１０および推力支持手段
２０を昇降させる昇降手段３０とを具備する。

一請求項２− この発明は、推力支持手段２０を，補助坑４から築造さ
れたトンネル５−■〜５−ｎの出入口にそれぞれ押圧し
て推進反力をトンネル５−、〜５−ｎに伝える一対の反
力支持体２２１と、この反力支持体２２１をトンネル出
入り口に押圧する押圧手段２２２とで構或するものであ
る。

−請求項３− この発明は，昇降手段３０を、築造されたトンネル５−
１〜５−ｎに挿入されその出入口にそれぞれ押圧して昇
降手段３０を保持する一対の反力支持体３２１、および
この反力支持体３２１をトンネル出入口に押圧する押圧
手段３２２から或る支持装置３１．３２と、この支持装
置３１．３２に連結され発進到達手段１０と推力支持手
段２０を昇降する昇降用アクチュエータ３４とで構成す
るものである。

一諸求項４− この発明は、推力支持手段２０および昇降手段３０が、
掘進方向と直交する方向で補助坑内壁を押圧して自身を
支持するグリッパ装＠２３，３３をそれぞれ有するもの
である。

一諸求項５一 この発明は、発進到達手段１０が、収容されている゜シ
ールド掘進機６は軸方向に発進し、掘進を終了したシー
ルド掘進機６は発進側と対向する到達側から到達し，そ
の収容部となる発進筒体１３と、この発進筒体１３の発
進側で掘進方向に進退可能に設けられ、掘削される補助
坑内壁に押圧される環状のシール材であって、発進時に
シール材の中央部を貫通して進むシールド掘進機６の外
周面との間を封止して止水するエントランスパッキン１
３４と、発進筒体の到達側で掘進方向とは逆の方向に進
退可能に設けられ、掘削される補助坑内壁に押圧される
環状のシール材であって、到達時にシール材の中央部を
貫通して進むシールド掘進機６の外周面との間を封止し
て止水するエクジットパッキン１３５と，エントランス
パッキン１３４とエクジットパッキン１３５をそれぞれ
進退するパッキン用アクチュエータ１３６，１３７（第
３図）とを具備するものである。

ー請求項６ー この発明は、第３図および第４図からわかるように、発
進到達手段１０が，収容されているシールド掘進機６は
発進側から軸方向に発進し、掘進を終了したシールド掘
進機６は発進側と対向する到達側から到達し、その収容
部となる発進筒体１３と，その発進筒体ｌ３の円周方向
に所定間隔で設けられ、収容されているシールド掘進機
６をその軸回りに回転するローラ１５３と、このローラ
１５３を回転廓動ずるローラ岨動用アクチュエータ１５
４と、各日ーラ１５３を発進筒体１３の半径方向の内側
に向けて進退してシールド掘進機６の心出しと保持とを
行う心出し用アクチュエータ１５２とを具備するもので
ある。

一請求項７一 この発明は，第３図および第４図からわかるように，発
進到達手段１０が、発進筒体ｌ３を支持する支持枠体１
１．１２と、この支持枠体１１．１２を介してシールド
掘進機６の掘進姿勢を前下がり、前上がりに修正する姿
勢修正用アクチュエータ１４２とを具備するものである
。

−請求項８一 この発明は、発進到達手段１０が、シールド掘進機発進
時の推進反力を推力支持手段２０に伝達するための着脱
可能な反力板１８を具備し、発進開始時はその反力板１
８を装着し、到達時にはその反力板１８を取り外ずして
到達側から到達するシールド掘進機６の通路を確保する
ようにしたものである。

一請求項９− この発明は、発進到達手段１０、推力支持手段２０およ
び昇降手段３０が、補助坑４内に設けられたガイドレー
ル４ａ，４ｂ上に案内されるガイドローラ装置１７，２
４．３５を具備するものである． Ｅ．作用 昇降手段３０により発進到達手段１０および推力支持手
段２０を昇降して、築造するトンネルの中心に発進到達
手段１０の中心、すなわちシールド掘進機６の軸芯を合
わせる。そして、発進到達手段１０の発進側からシール
ド掘進機６を発進させ、推力支持手段２０でシールド掘
進機６の掘進反力をとりつつ掘進を行う。また、据進が
終了したシールド掘進機６は補助坑４の壁を突き破って
発溝到達手段１０に到達側から到達する。

一請求項２− 一対の反力支持体２２１がトンネルの出入口に押圧され
て推力支持手段２０がシールド掘進機６の掘進反力をと
る。

−請求項３− 昇降手段３０の反力支持体３２１はトンネルに挿入され
ると共に出入口に押圧され、これにより，昇降手段３０
が補助坑４内で位置決めされる。昇降用アクチュエータ
３４を翻動して発進到達手段１０や推力支持手段２０が
昇降される。逆に、発進到達手段１０や推力支持手段２
ｏを位置決めして昇降用アクチュエータ３４を酩動ずる
と、昇降手段３０を移動できる． −請求項４一 グリッパ装置２３、３３を補助坑４の内壁に押圧すれば
，推力支持手段２０および昇降手段３０がそれぞれその
位置で保持される。したがって、グリッパ装ｇ２３．３
３と昇降用アクチュエータ３４とを協働させることによ
り、トンネル５−１〜５−ｎが築造される前の段階で、
発進到達手段１０，推力支持手段２０、昇降手段３０を
補助坑４内に挿入して位置決めすることができる。

一請求項５一 発進時にエントランスパッキン１３４を補助坑４の内壁
に押圧しておく。発進時、シールド掘進機６は発進筒体
１３の発進側からエントランスパッキン１３４の中央孔
を通過して進むので、その外周面がエントランスパッキ
ン１３４で封止される。そのため、発進時の止水が可能
となる。到達時にエクジットパッキン１３５を補助坑４
の内壁に押圧しておく。到達時、掘進を終了したシール
ド掘進機６は、エクジットパッキン１３５の中央孔を通
過して発進筒体１３の到達側に進むので、その外周面が
エクジットパッキン１３５で封止される。そのため，到
達時の止水が可能となる。

−請求項６一 ローラ１５３を回転するとシールド掘進機６がその軸回
りに回転し、水平レベルが調節される．また，ローラ１
５３を発進筒体１３の半径方向に進出すれば、シールド
掘進機６の軸芯が発進筒体１３の軸芯と合致する． ？請求項７− 姿勢修正用アクチュエータ１４２を収縮することにより
■、発進筒体１３、すなわちシールド掘進機６の発進時
の姿勢が！Ｉ１整される。

一請求項８一 発進時は反力板１８を介して推力支持手段２０でシール
ド掘進機６の推進反力がとられる。シールド掘進機６の
掘進が進んで築造されたトンネルで反力がとられるよう
になると、その反力板１８を取り外す。これにより、シ
ールド掘進機到達時の通路が確保される． −請求項９− 発進到達手段１０、推力支持手段２０および昇降手段３
０は各々のガイドローラ装置１７，２４．３５が補助坑
４のガイドレール４ａ，４ｂに案内されて昇降する。し
たがって、シールド掘進機６の掘進方向が常に一定方向
を向くことになる。

なお，本発明の構威を説明する上記Ｄ項およびＥ項では
，本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
。

Ｆ．実施例 第１図〜第７図により本発明に係るシールド掘進機の発
進装置の一実施例について説明する。

第１図および第２図は、３段目のリングトンネル５−３
を掘進する段取りが完了した状態を示している。シール
ド掘進機の発進装置は、シールド掘進機６の発進部（発
進到達手段）１０と、このシールド掘進機６の推力を支
持する推力支持部（推力支持手段）２０と、発進部１０
，推力支持部２０を昇降する昇降部（昇降手段）３０と
から構成され、円弧斜坑トンネル４の円弧半径方向で最
大径の内周壁および最小径の内周壁にそれぞれ突設され
たガイドレール４ａ，４ｂに沿って円弧斜坑トンネル４
内を昇降する。

＜Ｆ−１：発進部１０＞ 第３図，第４図は発進部１０の詳細を示す。

発Ｊ部１０は、ベースフレームｌ１と、このベースフレ
ーム１ｌの上面の両側に立設された２枚のパックトラス
フレーム１２と、発進筒体１３と、発進筒体１３の姿勢
修正装置１４と，水平レベル調整用ローラ装置１５と、
反力板１８をバックトラスフレームｌ２に着脱する着脱
装置１６と，ガイドローラ装置１７から成る。ここで、
ベースフレームｌ．　ｌとパックトラスフレーム１２が
支持枠体を構或する。

第３図の左側がシールド掘進機６の発進側、右側が到達
側で、一対のバックトラスフレーム１２の到達側端部の
対向面には、着脱装置１６のシリンダ１６１により反力
板１８が差し込まれる溝１２１が設けられている。姿勢
修正装置↓４は、フレーム１４１と、このフレーム１４
１をベースフレーム１１上で前後左右の４点で支持する
４つの姿勢修正ジャッキ１４２とから成り、前後左右４
つのジャッキ１４２の伸縮により発進筒体１３の姿勢を
調整する。

発進箇体１３は、外筒１３１と内筒１３２とを継ぎ板１
３３により同心内状に接続して成り、両筒の間には、発
進側にリング状のエントランスパッキン１３４が、到達
側にリング状のエクジットパッキン１３５がそれぞれｍ
動可能に嵌め込まれている。エントランスパッキン１３
４は、例えばゴムなどの可撓性シール材であり、環状体
１３４ａの内周面からフランジ状のリップ１３４ｂを突
出させて或り、環状体１．　３　４　ａの内径はシール
ドｍ進機６の外径よりも若干大きく、リップ１３４ｂの
内径はシールド掘進機６の外径よりも小さくされている
。エクジットパッキン１３５も同様の可撓性シール材で
あり，同様の環状体１３５ａとフランジ状のリップ１３
５ｂとから成り、環状体１３５ａの内径はシールド掘進
機６の外径よりも若干大きく、リップ１３５ｂの内径は
シールド掘進機６の外径よりも小さくされている。これ
ら両パッキン１３４，１３５は，外筒１３１と内筒１３
２の間で円周方向に等間隔に配置した伸縮ジャッキ１３
６，１３７で、各々、発進側、到達側に進退可能とされ
ている。すなわち、各伸縮ジャッキのボトムが発進筒体
１３の継ぎ材１３３に連結され、ロンドが各パッキン１
３４，１３５に各々連結されている。エントランスパッ
キン１３４は発進側の円弧斜坑トンネル４の内壁に伸縮
ジャッキ１３６で押圧され，エクジットパッキン１３５
は、反力板１８を取り外した後で到達側の円弧斜坑トン
ネル４の内壁に伸縮ジャッキ１３７で押圧され、それぞ
れ発進側および到達側の止水を行う。そのため、各パッ
キン１３４，１３５の環状体１３４ａ，１３５ａの先端
は押圧される円弧斜坑トンネル４の内壁形状に即した形
状に或形されている。

水平レベル調整用ローラ装置工５は、外筒１３１と内筒
１３２との間の円周方向に等間隔に６個設けられ、各ガ
イドローラ装置１５は、フレームｌ５↓と、外筒１３１
の内壁に対してフレーム１５１を発進筒体１３の半径方
向に離接する前後２つのシリンダ１５２と、フレーム１
５１に軸支されたローラ１５３と、この日ーラ１５３を
回転する油圧モータ↓５４とから成る。すべての伸縮ジ
ャッキ１５２をストロークエンドまで伸出すると、発進
筒体■３内に設置したシールド掘進機６の中心が発進筒
体１３の中心と一致する。シールド掘進機６が，左、ま
たは右に回転した状態で発進筒体１３内に設置されてい
る場合には，シールド掘進機６の回転中心を発進筒体１
３の中心と合わせた状態でローラ１５３を回転し、これ
により、シールド掘進機６を回動してその水平レベルを
調節する． 反力板着脱装置１６は、ベースフレーム１１上に基端部
を接続した伸縮ジャッキ１６１を有し，そのピストンロ
ッド１６１ａば反力板１８の上端に接続されている．さ
らに、一対のパックトラスフレーム１２のそれぞれの側
面上下には、円弧斜坑トンネル４から突出されたレール
４ａ，４ｂ上を転動して発進部１０をガイドする一対の
ガイドローラ装置１７がそれぞれ設けられている。ガイ
ドローラ装置１７は、第４図や第１図のＶ−Ｖ線断面図
である第５図に示されるように，ローラブラケット１７
１と、このローラブラケット１７１に軸支された３つの
ガイドローラ１７２とから戒る． このように構成された発進部１０の各部の動作を説明す
る。

（姿勢修正装置１４および水平レベル調整用ローラ装置
１５）まず、芯出しジャッキ１５２を収縮させた状態で
発進筒体１３内にシールトｔｇＩ進機６を設置し、芯出
しジャッキ１５２を伸長させる。これにより、シールド
掘進機６の軸芯と発進筒体１３の中心とが合致する。こ
のとき、シールド掘進機６が左または右方向に回転して
設置されている場合には，油圧モータ１。５４を回転さ
せてローラ１５３を回転させ、これによりシールド掘進
機６の回転方向の修正を行ない、掘進方向と直交する方
向の水平レベルをＦＡ整する。次に４本の姿勢修正ジャ
ソキ１４２を伸縮操作して下記の修正を行なう。

■４本とも同時に伸縮させるとシールド掘進機６を上下
に平行移動できる。

■発進側の２本のジャッキを伸ばし、到達側の２本のジ
ャッキを縮めるとシールトａＸ機６を前上がりに姿勢修
正できる。

■発進側の２本のジャッキを縮め、到達側の２本のジャ
ッキを伸ばすとシールド掘進機６を前下がりに姿勢修正
できる． （エントランスパッキン１３４） パッキン押付け用伸縮ジャッキ１３６を伸長させ、エン
トランスパッキン１３４の先端部を円弧斜坑トンネル４
の発進側内壁に押付ける。この状態で反力板着説用伸縮
ジャッキ１６１により反力板１８をバックトラスクレー
ムエ２の溝１２１に差し込み、シールド掘進機６と反力
板１８との間に仮セグメント１９を介装してシールド１
１８進機６を推進させる。シールド掘進機６は，円弧斜
坑トンネル４の内壁を切削してエントランスパッキン１
３４の中央部のリップ１３４ｂを押し拡げて第５図の符
号６Ｆのように前方に進む。この時、リップ１３４ｂが
シールド掘進機６の外周面を強く締め付けるから，地山
からの地下水をシールすることができる。なお，仮セグ
メントｌ９はシールト掘進機６がある程度進んだ時点で
取り外される。

（エクジットパッキン１３５） シールド掘進機６がリングトンネル５をほぼ掘進し円弧
斜坑トンネル４の到達側の壁を切削する以前に、反力板
着説用ジャッキ１６１によりパックトラスフレーム１２
から反力板ｌ８を取り外す．パッキン押付け用ジャッキ
１３７を伸長させるとエクジットパッキン１３５は後方
に突き出され、その先端部が円弧斜坑トンネル４の到達
側の内壁に押付けられる。この状態でシールド掘進機６
が第５図の符号６Ｒで示すように到達し、図示しないビ
ットにより円弧斜坑トンネル４の壁を切削して発進部１
０に戻る。この時、シールド掘進機６はエクジットパッ
キン１３５のリップ１３５ｂの内径を押し拡げて通過す
るので、リップ１３５ｂはシールド掘進横６の外周面を
強く締め付け，地山からの地下水をシールすることがで
きる。

（ガイドローラ装置１７） 円弧斜坑トンネル４の外径側，内径側に設けられた凸状
のガイドレール４ａ，４ｂをガイドローラ１７２が３方
向から回転自由に押さえ込み、発進゛部１０全体を円弧
斜坑トンネル４に対して位置決めする。

＜Ｆ−２：推力支持部２０＞ 推力支持部２０は、ベースフレーム１１の下面に一体に
連接された推力支持フレーム２１と、反力支持装置２２
と，グリッパ装置２３と、ガイドローラ装置２４とから
或る． 推力支持フレーム２１は、ベースフレーム１１の下面か
ら下側に立設された発進側の立壁２１１および到達側の
立壁２１２と、両立壁２１１，２１２の下端側が接続さ
れベースフレーム１１と平行なベース２１３と，ベース
フレーム１１とべ一ス２１３とを接続する２本の中央支
柱２１４と、両立壁２１１，２１２を中央部で接続する
連結材２１５とを有し、両立壁２１１，２１２には矩形
孔が形威され、そこにそれぞれ反力支持装置２２を構或
する反力支持体２２１が貫通している。

この反力支持体２２１は、上記矩形孔を摺動する矩形断
面のガイド部２２１ａと，先端部がリングトンネル５よ
り僅かに径の小さい円筒部２２ｌｂと、ガイド部２２１
ａと円筒部２２１ｂと．の連接部に形威されリングトン
ネル５のセグメント外径にほぼ等しいフランジ２２１ｃ
とで構成されている．反力支持体２２１の後端にはそれ
ぞれ４本の伸縮ジャッキ２２２のピストンロンドが連結
され、各伸縮ジャッキ２２２のボトム側は、推力支持フ
レーム２ｌの中央支柱２１４に連結されている。したが
って，発進側および到達側の反力支持体２　２　１　ｉ
ｉ、伸縮ジャッキ２２２によりフランジ２２１ｃをリン
グトンネル５の端面に押圧した状態でシールド掘進機６
の推進反力をとることができる。

グリッパ装置２３ぱ、上記中央支柱２１４の側面にボト
ム側が連結されたグリツバ用伸縮ジャッキ２３１と、そ
のピストンロンドに連結された押さえ具２３２と、この
押さえ具２３２の進退をガイドするために、立壁連結材
２１５に設けられたリニアベアリング２３４に案内され
て摺動するガイドロッド２３３とで構或され、伸縮ジャ
．ツキ２３１により押さえ具２３２を円弧斜坑トンネル
４め内壁に押圧して推力支持部２０を円弧斜坑トンネル
４内で固定保持する。

押さえ具２３２の円弧斜坑トンネル４内壁との当接部は
レール４ａ，４ｂを跨ぐ形状とされその先端部には，円
弧斜坑トンネル４の内壁面に即した形状に成形されたゴ
ムなどの可撓性材２３５が・貼着されている。

ガイドローラ装置２４は、ベースフレーム１１とベース
２１３の両側面に設けられ、発進部ｌＯのガイドローラ
装置１７と同様のローラブラケット２４１と、３つのガ
イドローラ２４２とから成り、円弧斜坑トンネル４のガ
イド４ａ，４ｂ上を転動して推力支持部２０を案内する
。

このように構或される推力支持部２０が発進部１０と一
体的に昇降部３０により昇降されるように，昇降部３０
の後述する昇降用伸縮ジャッキ３４のボトム側が立壁２
１１，２１２の四隅の面取り部に連結されている。

このように構成された推力支持部２０の動作について説
明する。

後述するように昇降部３０により、廐に築造されたリン
グトンネル５の中心と推力支持部２０の中心とを合致さ
せ、この状態で伸縮ジャッキ２２２を伸長させると，反
力支持体２２↓の先端部２ｌｂがリングトンネル５の内
径に入りフランジ２２１ｃがリングトンネル５の端面に
押し付けられる。したがって、発進側および到達側の両
反力支持体２２１により推力支持部２０全体を円弧斜坑
トンネル４に固定できる。伸縮ジャッキ２２２を収縮さ
せ反力支持体２２１を縮退すれば推力支持部２０は円弧
斜坑トンネル４に対し自由となる。また，この状態でグ
リツパ装置２３の伸縮ジャッキ２３１を伸長させ、押え
具２３２を円弧斜坑トンネル４の内壁に張り出すことに
より、推力支持部′２．０を任意の位置で位置決めでき
る。

＜Ｆ−３：昇降部３０＞ 昇降部３０は、昇降フレーｔ１３１と、反力支持装置３
２と、グリッパ装置３３と、昇降用伸縮ジャッキ３４と
、ガイドローラ装置３５とから構或される。

昇降フレー３１は上記推力支持フレーム２１とほぼ同形
状に形或され、上下一対のベース３１１，３１２と、両
ベース３１１，３１２を接続する発進側，到達側の立壁
３１３，３１４と、上下のベース３１１．３１２を接続
する中央支柱３１５と、両立壁３１３，３１４をその中
央部で接続する連結材３１６とから成る． 立壁３１３，３１４の四隅は、推力支持フレーム２１の
立壁２１１，２１２と同様に面取りされ、去のほぼ中央
部に伸縮ジャッキ３４のピストンロッド３４２が連結さ
れている。両立ｌＪ．３１３，３１４には矩形孔が形成
され，そこにそれぞれ反力支持装置３２を構或する反力
支持体３２１が貫通している。この反力支持体３２１は
、上記反力支持体２２１と同様に、上記矩形孔を摺動す
る矩形断面のガイド部３２１ａと、先端部がリングトン
ネル５より僅かに径の小さい円筒部３２ｌｂと、ガイド
部３２１ａと円筒部３２ｌｂとの連接部に形威されリン
グトンネル５のセグメント外径とほぼ等しいフランジ３
２１ｃとで構戒されている。

また、反力支持体３２１の後端にはそれぞれ４本の伸縮
ジャッキ３２２のピストンロンドが連結され、各伸縮ジ
ャッキ３２２のボトム側は、昇降フレーム３Ｙの中央支
柱３１５に連結されている。

したがって、発進側および到達側の反力支持体３２１は
，伸縮ジャッキ３２２によりフランジ３２１ｃをリング
トンネル５の端面に押圧した状態でシールド掘進機６の
推進反力と発進部１０，推力支持部２０の昇降反力をと
る。

さらにこの昇降部３０には、推力支持部２０と同様に構
成されたグリッパ装置３３とガイドローラ装置３５が昇
降フレーム３１の両側面に突設されている。両装置３３
．３５の説明は省略する。

このように構成された昇降部３０の動作について説明す
る。

■推力支持部２０が一対の反力支持体２２１でリングト
ンネル５に支持されているとき二昇降部３０の一対の反
力支持体３２１をリングトンネル５から縮退させた状態
で昇降用伸縮ジャッキ３４を伸長すると、昇降部３０は
円弧斜坑トンネル４内を下降し、伸縮ジャッキ３４を収
縮すると昇降部３０ば円弧斜坑トンネル４内を上昇する
。

？推力支持部２０が円弧斜坑トンネル４，リングトンネ
ル５に対してフリーのとき： 昇降部３０の一対の反力支持体３２１をリングトンネル
５に挿入して昇降部３０を円弧斜坑トンネル４に対して
固定した状態で昇降用伸縮ジャッキ３４を伸長すると，
発進部１０および推力支持部２０は円弧斜坑トンネル４
内を上昇し，伸縮ジャッキ３４を収縮すると発進部１０
および推力支持部２０は円弧斜坑トンネル４内を下降す
る．昇降部３０をグリッパ装置３３で任意の位置に固定
している場合も同様にして発進部ＩＯおよび推力支持部
２０を昇降できる。

次に、以上のような発進部１０，推力支持部２０，昇降
部３０から成る発進装置でリングトンネル５−■〜リン
グトンネル５−ｎを築造する手順について第７図により
説明する． 中央立坑１Ｃの下端に設けられた基地内に地上から発進
部１０，推力支持部２０，昇降部３０，シールド掘進機
６を搬入する。その基地内で発進部１０内にシールド掘
進機６を設置し，水平レベル調整用ローラ装置１５の伸
縮ジャッキＩＳ２を伸長してローラ１５３でシールドＩ
ｊｉｉｌ進機６を発進筒体１３内で固定する６次いで、
まず昇降部３０の各ガイドローラ装置３５を円弧斜坑ト
ンネル４のレール４ａ，４ｂに係合させながら昇降部３
０を円弧斜坑トンネル４内に挿入する。昇降部３０をグ
リッパ装置３３により円弧斜坑トンネル４内に固定保持
して昇降用伸縮ジャッキ３４を収縮し、推力支持部２０
，発進部１０を，その各ガイドローラ装置１７．２４を
レール４ａ，４ｂに係合させながら円弧斜坑トンネル４
内に引き込む。次いで，推力支持部２０をそのグリッパ
装置２３で円弧斜坑トンネル４内に固定保持するととも
に、昇降部３０はそのグリッパ装ｗ３３を収縮して円弧
斜坑トンネル４内でフリーにして昇降用伸縮ジャッキ３
４を伸長し、昇降部３０を円弧斜坑トンネル４内で下降
させ、その位置でグリッパ装置３３により再び固定保持
する。

このような操作を繰り返し行い，発進部１０，推力支持
部２０，昇降部３０を第７図（ａ−↓），（ａ−２）に
示すように円弧斜坑トンネル４内に挿入する。

一方、連壁作業用トンネル３の基地３ａには、第７図（
ｂ−１）に示すようにバックトラス５ｌを設置しておき
、円弧斜坑トンネル４の下端まで押入された昇降部３０
を昇降用伸縮ジャッキ３４により基地内３ａに下降する
。そして，昇降部３０の反力支持体３２１をバックトラ
ス５１に押圧して昇降部３０を固定保持する。この状態
で昇降用伸縮ジャッキ３４を収縮すると、フリー状態の
推力支持部２０が基地３ａ内まで下降される。

その後で、推力支持部２０の反力支持体２２↓をバック
トラス５１に押圧し、昇降部３０の反力支持体３２１を
バックトラス５↓からフリーにして伸縮ジャノキ３４を
伸長して昇降部３０の位置を決める。このような操作を
繰り返し行い、第７ｒ省（ｂ−１），（ｂ−２）に示す
ように、発進部ＩＯの中心を１段目のリングトンネル５
〜１の掘削中心におおよそ合わせる。

（１段目のリングトンネル５の築造） 昇降部３０と推力支持部２０の反力支持体２２１，３２
１をバックトラス５１に押圧して昇降部３０，推力支持
部２０を固定する．そして、築造しようとする第１段目
のリングトンネル５−、の中心にシールド掘進機６の中
心が一致するように、姿勢修正用伸縮ジャッキ１４２に
よりシールド掘進機６の高さや前上りおよび前下りを修
正するとともに，姿勢修正ローラ１５３を回転させてシ
ールド掘進機６の周方向の傾きを修正する．以上により
シールド掘進機６の発進姿勢を修正した後、上部の４つ
の姿勢修正ローラ１５３をシールド掘進機６から離間し
、シールド掘進機６の上部の固定を解除する。伸縮ジャ
ッキ１３６を伸長してエントランスパッキン１３４の先
端部を円弧斜坑トンネル４の発進側の内壁に押付け発進
ｉ（Ｑ備完了となる。

この状態で反力板ｌ８との間に仮セグメントエ９を介装
しながら図示しない油圧源によりシールド掘進機６を推
進させる。シールド掘進機６はエントランスパッキン１
３４のリップ１３４ｂを押し拡げて通過するから，エン
トランスパッキン１３４で止水しながら前方に掘り進む
。リング１・ンネル５を築造する本セグメントで反力が
とられるようになったら，円弧斜坑トンネル４内の仮セ
グメント１９を撤去するとともに，伸縮ジャッキ１６１
により反力板１８をバック１ヘラスフレームｌ２から取
外し、伸縮ジャッキ１３７を進出させてエクジットパッ
キン１３５の先端を到達側の円弧斜坑トンネル４の内壁
に押圧しておく。また，シールド掘進機６が発進筒体１
３から完全に発進し終った時点で芯出しに供した下側の
２つの姿勢修正ローラ１５３を収縮しておく。シールド
掘進機６は円環状にリングトンネル５を掘進していき、
到達側で円弧斜坑トンネル４の壁を突き破って発進部１
０の発進筒体１３内に戻る。このとき、シールド掘進Ｉ
／＆６は、エクジットパッキン１３５のリップ１３５ｂ
を押し拡げて堀進するから、エクジットパッキン１３５
により止水される。

以上により，連壁作業用トンネル３外周面上部に近接す
る１段目のリングトンネル５−１が築造される。

（２段目のリングトンネル５の築造の段取り）発進筒体
１３内に戻ったシールド掘進機６の外周面に６つの姿勢
修正ローラ１５３を押付けシールド掘進機６を固定する
。次に、推力支持部２０の反力支持体２２１を縮退して
推力支持部２０を自由にしてから昇降用伸縮ジャッキ３
４を伸長し、推力支持部２０の反力支持体２２↓の中心
が既に築造されたリングトンネル５−、の中心に位置す
るよう推力支持部２０を上昇させる。その状態で推力支
持部２０の反力支持体２２１を進出させ、その先端側フ
ランジ２２１ｃをリングトンネル５−、の端面に押圧し
て推力支持部２０を円弧斜坑トンネル４に固定保持する
。これにより、第７図（Ｃ−１），（Ｃ−２）に示すよ
うに、築造しようとする２段目のリング１・ンネル５−
２の中心とシールド掘進機６の中心とがおおまかに位置
合わせされる。そして、昇降部３０の反力支持体３２１
を収縮して昇降部３０を自由にし、しかる後に昇降用伸
縮ジャッキ３４を収縮して昇降部３０を上昇させ、第７
図（ｄ−１），（ｄ−２）に示すようにその位置で反力
支持体３２１をバックトラス５１に押圧して固定保持す
る。

次いで、上述したと同様にシールド掘進機６の発進姿勢
を修正し，エントランスパッキン１３４を円弧斜坑トン
ネル４の内壁に押付け、反力板工８の装着，上部ローラ
１５３の退避を行った後，シールド掘進機６を推進させ
る。推進の反力は、反力板１８，パックトラスフレーム
↓２，ベースフレーム１１，推力支持フレーム２ｌおよ
びその反力支持体２２１を介して１段目のリングトンネ
ル５−１に伝えられる。到達時も前述と同様である。

このようにして２段目のリングｌ・ンネル５−２の築造
が完了する。

２段目のリングトンネル５−２の築造後、推力支持部２
０の反力支持体２２１を縮退して推力支持部２０を自由
にして昇降用伸縮ジャッキ３４を伸長して推力支持部２
０を上昇させ．築造された２段目のリングトンネル５−
２の中心と推力支持部２ｏの反力支持体２２１の中心を
合わせる。そし？、反力支持体２２１をリングトンネル
５−２内に挿入して上述と同様に推力支持部２０を固定
する．この状態が第７図（ｅ一上），（ｅ−２）に示さ
れている。

次に、同じ要領で昇降用伸縮ジャッキ３４を収縮して昇
降部３０の反力支持体３２１の中心を１段目のリングト
ンネル５−、の中心と合わせ、その反力支持体３２１を
リングトンネル５−■に揮入して昇降部３０を固定する
。そのとき、シールド掘進機６の中心が築造しようとす
る３段目のリングトンネル５−３の中心とおおまかに一
致する。その後，連壁作業用リング１−ンネル３の基地
内に設置したバックトラス５１を撤去し、上述と同じ要
領で第３段目のリングトンネルを掘進する。この状態が
第１図，第２図，第５図および第６図および第７図（ｆ
−１．），（ｆ−２）に示されている。

以上のような操作を繰り返し行うことにより、ｎ段のリ
ングトンネル５が順次に築造される。

以上では、円環状のトンネルを複数段にわたって築造す
る場合について説明したが、補助坑の一方の内壁側から
９！進するシールド掘進機が補助坑の他方の内壁側に戻
るようなトンネルを複数段に築造するものならば，円環
状に限らず多角形形状の環状トンネルにも使用できる。

また、発進部１０の下方に推力支持部２０を設置したが
逆の位置関係でもよい。さらに、補助坑を円弧斜坑とし
て説明したが、直線上の傾斜坑あるいは立坑でもよい． Ｇ．発明の効果 本発明によれば、シールド掘進機が収容される発進到達
手段とシールド掘進機の掘進反力をとる推力支持手段と
を補助坑内に設置し、これらを補助坑内で昇降手段によ
り昇降可能としたので、補助坑を発進，到達基地として
複数段のトンネルを築造する時の段取り作業が極めて簡
単となり、施工能率が格段に向上する。

請求項２，３の発明によれば、築造されたトンネルで推
力支持手段を介して掘進反力を取ることができ、補助坑
内壁をそれほど強固にする必要がない。また，築造され
たトンネルを用いて昇降手段が確実に位置決めできる。

請求項４の発明によれば、ウインチなど他の設備を必要
とせずシールド掘進機を収容したまま発進装置が補助坑
内で自力移動となる。

請求項５の発明によれば，発進前に極めて簡単にエント
ランスパッキンを設置でき、施工能率が向上する。また
、エクジットパッキンにより到達時の止水も確実に行わ
れ、到達側の地盤改良作業が不要になり、施工能率と施
エコストを大幅に低減できる。

請求項６の発明によれば、シールド掘進機の水平レベル
調整や芯出しが簡単にでき、施工能率が向上するととも
に、精度の高いトンネル築造が可能となる。

請求項７の発明によれば、シールド掘進機の姿勢修正作
業が容易となり、施工能率が向上するとともに、精度の
高いトンネル築造が可能となる．請求項８の発明によれ
ば、発進到達手段に設置される反力板の取外しができる
ので、簡単にシールド掘進機到達時の通路を確保できる
。

請求項９の発明によれば、トンネルが補助坑に対して一
定の方向に掘削され，各段のトンネル築造に際してシー
ルド掘進機の掘進方向の設定が簡素化でき、施工能率が
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の一実施例を説明するもので、
第１図が補助坑内の発進装置を補助坑の縦断面方向から
見た正面図、第２図が補助坑内の発進装置を中央立坑と
円弧斜坑トンネルを含む断面方向から見た側面図、第３
図が第４図のｍ−ｍ線から見た発進部の側面断面図、第
４図が発進部の正面図、第５図が第１図のＶ−Ｖ線断面
図，第６図が第１図のＶＩ−ＶＩ線断面図、第７図が施
工順序を説明する図である。 第８図は大深度地下構築物の一例を示す断面図、第９図
は本発明者等が提案した大深度地下構築物の一例を説明
する図，第１０図および第１１図がその地下構築物を従
来技術で施工する場合の問題点を説明する図である。 ＩＣ：中央立坑　　　　　　１Ｐ：外周立坑３：連壁作
業用トンネル ４：円弧斜坑トンネル　　４ａ，４ｂ：ガイドレール〔
１０：発進部〕 １１ベースフレーム　　１２：パックトラスフレーム１
３：発進筒体　　　　　１４：姿勢修正装置１５：水平
レベル調整用ローラ装置 １６二反力板着脱装置　　　１７；ガイドローラ装置１
８：反力板　　　　　　　１９：仮セグメント〔２０：
推力支持部〕 ２２：反力支持装置　　　　２３：グリッパ装置２４：
ガイドローラ装置　２２１：反力支持体２２２：伸縮ジ
ャッキ 〔３０：昇降部〕 ３２：支持装置　　　　　　３３：グリッパ装置３４：
昇降用伸縮ジャッキ　３２１：反力支持体３２２：伸縮
ジャッキ 第４図 「１ 同出願人　　鹿島建設株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）築造するトンネルと略直交する補助坑内に設置され
   、シールド掘進機で複数段にトンネルを順次に築造する
   ためのシールド掘進機の発進装置において、 シールド掘進機を収容し、発進側から前記シールド掘進
   機を発進させて前記補助坑よりトンネル掘進を開始させ
   ると共に前記発進側と対向する到達側からシールド掘進
   機を前記補助坑に到達させる発進到達手段と、 発進時に前記シールド掘進機の推進反力を受ける推力支
   持手段と、 前記発進到達手段および推力支持手段を昇降させる昇降
   手段とを具備することを特徴とするシールド掘進機の発
   進装置。 ２）前記推力支持手段は、前記補助坑から築造されたト
   ンネルの出入口にそれぞれ押圧して推進反力をトンネル
   に伝える一対の反力支持体と、この反力支持体をトンネ
   ル出入口に押圧する押圧手段とを具備することを特徴と
   する請求項１に記載のシールド掘進機の発進装置。 ３）前記昇降手段は、築造されたトンネル内に挿入され
   その出入口にそれぞれ押圧して昇降手段を支持する一対
   の反力支持体、およびこの反力支持体をトンネル出入口
   に押圧する押圧手段から成る支持装置と、この支持装置
   に連結され前記発進到達手段と推力支持手段を昇降する
   昇降用アクチュエータとを具備することを特徴とする請
   求項２に記載のシールド掘進機の発進装置。 ４）前記推力支持手段および昇降手段は、前記掘進方向
   と直交する方向で前記補助坑内壁を押圧して自身を支持
   するグリッパ装置をそれぞれ有することを特徴とする請
   求項３に記載のシールド掘進機の発進装置。 ５）前記発進到達手段は、 収容されている前記シールド掘進機が発進側から軸方向
   に発進し掘進を終了したシールド掘進機が前記発進側と
   対向する到達側から到達する発進筒体と、 この発進筒体の発進側で掘進方向に進退可能に設けられ
   、掘削される補助坑内壁に押圧される環状のシール材で
   あって、発進時にシール材の中央部を貫通して進むシー
   ルド掘進機の外周面との間を封止して止水するエントラ
   ンスパッキンと、発進筒体の到達側で掘進方向とは逆の
   方向に進退可能に設けられ、掘削される補助坑内壁に押
   圧される環状のシール材であって、到達時にシール材の
   中央部を貫通して進むシールド掘進機の外周面との間を
   封止して止水するエクジットパッキンと、 前記エントランスパッキンとエクジットパッキンをそれ
   ぞれ進退するパッキン用アクチュエータとを具備するこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載のシ
   ールド掘進機の発進装置。 ６）前記発進到達手段は、 収容されている前記シールド掘進機が発進側から軸方向
   に発進し掘進を終了したシールド掘進機が前記発進側と
   対向する到達側から到達する発進筒体と、 その発進筒体の円周方向に所定間隔で設けられ、収容さ
   れているシールド掘進機をその軸回りに回転するローラ
   と、 このローラを回転駆動するローラ駆動用アクチュエータ
   と、 前記各ローラを前記発進筒体の半径方向の内側に向けて
   進退してシールド掘進機の心出しと保持とを行う心出し
   用アクチュエータとを具備することを特徴とする請求項
   １〜５のいずれかの項に記載のシールド掘進機の発進装
   置。 ７）前記発進到達手段は、前記発進筒体を支持する支持
   枠体と、この支持枠体を介して前記シールド掘進機の掘
   進姿勢を前下がり、前上がりに修正する姿勢修正用アク
   チュエータとを具備することを特徴とする請求項６に記
   載のシールド掘進機の発進装置。 ８）前記発進到達手段は、シールド掘進機発進時の推進
   反力を前記推力支持手段に伝達するための着脱可能な反
   力板を具備し、発進開始時はその反力板を装着し、到達
   時にはその反力板を取り外ずして到達側から到達するシ
   ールド掘進機の通路を確保するようにしたことを特徴と
   する請求項１〜７のいずれかの項に記載のシールド掘進
   機の発進装置。 ９）前記発進到達手段、推力支持手段および昇降手段は
   、前記補助坑内に設けられたガイドレール上に案内され
   るガイドローラ装置を具備することを特徴とする請求項
   １〜８のいずれかの項に記載のシールド掘進機の発進装
   置。