JPH03183895A - 立坑と横坑の連続掘削方法及び装置 - 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１台の掘進機で立坑と横坑の掘削を連続的に行
うようにした立坑と横坑の連続掘削方法及び装置に関す
るものである。

［従来の技術］ トンネルの施工を行う場合、従来は、第５図に一例を示
す如く、立坑ａを開削又はケーソン工法により施工した
後、上記立坑ａ内にシールド掘進機すを搬入し、該シー
ルド掘進機すにより横坑となるトンネルＣを掘削するよ
うにしている。

［発明が解決しようとする課題１ ところが、上記従来方式の場合、立坑ａ内へのシールド
掘進＠ｂの搬入工事が大変であり、又、立坑ａの掘削と
横坑であるトンネルＣの掘削のために別々の機械を用意
しなければならす費用も嵩む問題があった。

そこで、本発明は、立坑掘削から横坑掘削までを１台の
機械で併用して行うことができるような立坑と横坑の連
続掘削方法及び装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段１ 本発明は、上記課題を解決するために、立坑用シールド
フレームの前端部に上下方向に旋回自在に連結したシー
ルド掘進機を、上記立坑用シールドフレームと一体で推
進させて立坑を掘削し、次に、上記シールド掘進機を横
坑方向に旋回させ、しかる後、該シールド掘進機のみを
推進させて横坑を掘削して行くことを特徴とする立坑と
横坑の連続掘削方法とする。

又、掘削装置としては、推進ジヤツキを備えた立坑用シ
ールドフレームの前端部に、前面部にカッター装置を有
するシールド掘進機を上下方向に旋回自在に連結して、
該シールド掘進機を旋回させる旋回装置を備え、且つ上
記シールド掘進機と立坑用シールドフレームの外周を覆
うようにするための鞘管を、上記シールド掘進機と立坑
用シールドフレームとの間の外周部に配し、更に該鞘管
を立坑用シールドフレームに着脱させる着脱装置を上記
立坑用シールドフレームに設置してなる構成とする。

［作　　用］ 鞘管でシールド掘進機と立坑用シールドフレームの軸心
を保持させた状態で、立坑用シールドフレームの推進ジ
ヤツキにより推進力を与えながらシールド掘進機を掘進
させると、立坑が掘削される。次に、着脱装置の操作で
立坑用シールドフレームへの鞘管の連結を解除して鞘管
を引き上げ、旋回装置の操作によりシールド掘進機を横
坑方向へ旋回させる。しかる後、シールド掘進機自体で
掘進を行うと、横坑が掘削される。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の掘削装置の一実施例を示すもので、立
坑１及び横坑２を掘削するためのカッター装置３を装備
した装置全体の本体部となるシールド掘進機４の後端部
を、立坑１の掘削時にのみ用いる立坑用シールドフレー
ム５の先端（下端）に、回転軸６により吊り下げ支持さ
せ、且つ該シールド掘進機４が上記回転軸６を中心とし
て２台の旋回ジヤツキ２０．２１　　（第２図も参照）
の操作により一方向へ９０°旋回自在となるように、上
記立坑用シールドフレーム５の先端側の部分を、上記回
転軸６の位置から後方へ４５°切り欠くと共に、該切り
欠き部に塞ぎ板７を設け、一方、上記シールド掘進機４
を構成するスキンプレート８の後端側の上記塞ぎ板７と
対向する部分を、上記回転軸６の部分から前方へ４５°
切り欠くと共に、該切り欠き部を含むスキンプレート８
の外周部をカバー９で覆い、該カバー９の切り欠き閉塞
部９ａと上記塞ぎ板７の間に旋回許容空間１０を形成す
る。なお、上記カッター装置３は、バルクヘッド１１に
支持されたカッターモータ１２によって駆動されるカッ
ターフレーム１３の外周部に、オーバーカッター１４を
備えた構成としである。

又、上記カバー９の切り欠き閉塞部９ａ上には、上記回
転軸６の軸心を中心とする半径で、一端が上記切り欠き
閉塞部９ａに位置し且つ他端が上記塞ぎ板７を貫通する
位置まで延びる円弧板部１５ａと、該円弧板部１５ａの
他端と上記回転軸６との間を塞ぎ板７と同一平面で継ぐ
端面板部１５ｂと、これら円弧板部１５ａと端面板部１
５ｂと上記切り欠ぎ閉塞部９ａとで形成される枠体の前
後の面を塞ぐ側板部１５ｃと、からなるフード１５を設
け、更に、上記シールド掘進機４の後端部には、スキン
プレート８の軸心と回転軸６の軸心とが交わる点を中心
とする半径で形成した球状壁１６を取り付け、シールド
掘進機４の旋回時に、上記フード１５を塞ぎ板７の貫通
部にガイドさせながら摺動させると共に、上記球状壁１
６を立坑用シールドフレーム５の内壁にガイドさせなか
ら１習動させることにより、シールド掘進機４の旋回が
円滑に行われるようにし、且つ上記フード１５と球状壁
１６との間に形成される空間を、スキンプレート８内と
立坑用シールドフレーム５内を連通させる連通路１７と
する。なお、１８はフード１５の摺動面をシールするた
めに塞ぎ板７のフード貫通部に設けたシール部材、１９
は球状壁１６の活動面をシールするために立坑用シール
ドフレーム５の先端部の内側に設けたシール部材である
。

更に、上記立坑用シールドフレーム５内には、後部にリ
ング状のベースフレーム２２を設けて、該ベースフレー
ム２２上に、セグメント２３に反力をとらせてシールド
掘進機４による立坑１の掘削を行わせるための推進ジヤ
ツキ２４を所要数設置し、又、立坑１の掘削時にシール
ド掘進機４の軸心と立坑用シールドフレーム５の軸心を
直線状態に保持させるようにする鞘管２５を、上記シー
ルド掘進機４の先端から立坑用シールドフレーム５の後
端に至る範囲の外周部に配し、且つ該鞘管２５を上記立
坑用シールドフレーム５に連結したり、切り離したりす
るために、伸長作動により立坑用シールドフレーム５を
貫通して鞘管２５に嵌入するようにした油圧ジヤツキ式
ノック２６を、上記立坑用シールドフレーム５の内壁部
に鞘管２５の着脱装置として取り付け、更に、切り離し
た鞘管２５は地上に設置したウィンチ２７の巻上駆動に
よって引き上げられるように、ウィンチ２７から繰り出
したワイヤロー１２８の端を立坑用シールドフレーム５
の後端に係止させた構成としである。

立坑１と横坑２を連続的に掘削して行く場合、先ず、鞘
管２５によりシールド掘進機４と立坑用シールドフレー
ム５の軸心が直線状になるように保持させた状態として
、第１図に示す如く、掘削装置全体を、上記シールド掘
進機４が下向きになるように配置し且つシールド掘進機
４の旋回方向が掘削すべき横坑２の方向に一致するよう
に配置し、カッター装置３の駆動により掘削を行いつつ
推進ジヤツキ２４により推進力を与えることによって所
定の深さ位置まで立坑１を施工する。この際、シールド
掘進機４が掘削すべき横坑２の上端レベルに差しかかっ
たときに、シールド掘進機４の旋回方向に位置するオー
バーカッター１４をカッターフレーム１３の外周部から
張り出させ、フード１５の側方部の地山を掘削してシー
ルド掘進機４を旋回させるための余掘りを行っておく。

なお、上記立坑１の施工時に掘削された土砂は、シール
ド掘進機４のスキンプレート８内と立坑用シールドフレ
ーム５内とが、フード１５と球状壁１６との間の連通路
１７により連絡されているため、地上へ容易に排出する
ことかできる。又、この際、削土が鞘管２５とスキンプ
レート８の間の隙間から鞘管２５内に進入したとしても
、スキンプレート８はカバー９によって覆われており、
立坑用シールドフレーム５は塞ぎ板７によって塞がれて
おり、更に上記フード１５や球状壁１６の１ｇ動部には
シール部材１８や１９が設けであるため、スキンプレー
ト８内や立坑用シールドフレーム５内に削土が入り込ん
でしまうようなことはない。

次に、横坑２の施工に移るために、油圧ジヤツキ式ノッ
ク２６を短縮作動させて鞘管２５と立坑用シールドフレ
ーム５の間の連結を解除し、地上に設置しておいた複数
台のウィンチ２７を巻上駆動することにより、鞘管２５
の後端に係止しであるワイヤローフ２８を巻き上げて鞘
管２５を引き上げると共に、張り出させておいたオーバ
ーカッター１４を引き込める。しかる後、カッター装置
３を駆動してカッターフレーム１３の前面の地山を掘削
しつつ、ベースフレーム２２と球状壁１６の間に介装さ
せておいた旋回ジヤツキ２０を伸長させることによりシ
ールド掘進機４を旋回させる。この場合、上記１台の旋
回ジ（Ｉツキ２０だけではシールド掘進機４の旋回角が
９０°に達しないので、第２図に示す如く、もう１台の
旋回ジヤツキ２１を用いて２台の旋回ジヤツキ２０．２
１で盛り替え施工することにより、第３図に示す如く、
シールド掘進機４は９０°旋回させられて、掘削すべき
横坑２の方向（向けられる。この際、シールド掘進機４
の旋回動作は、フード１５が塞ぎ板７の貫通部にガイド
されることと、球状壁１６の外面が立坑用シールドフレ
ーム５の内壁にガイドされることとにより円滑に行われ
る。

シールド掘進機４の旋回作業が完了すると、たとえば、
球状壁１６に孔をあけ、この孔を利用して裏込め材２９
を注入することにより、第４図に示す如く、シールド掘
進機４の下部の地盤を改良する。地盤改良後、シールド
ジヤツキ２１、フード１５、回転軸６、カバー９の切り
欠き閉塞部９８等を撤去し、スキンプレート８が筒状に
なるようにスキンプレート部材８ａを後部に継ぎ足し、
且つ筒状としたスキンプレート８内に、エレクタ−３０
やシールドジヤツキ３１等のシールド工法に必要な犠装
品を装備させ、更に、上記シールドジヤツキ３１の推進
反力をとらせるためのバックアンカー３２を据え付ける
。かかる状態とした後に、シールド掘進機４を再発進さ
せ、通常のシールド工法により横坑２を施工して行く。

これにより１台のシールド掘進機４で立坑１と横坑２を
連続的に掘削することができる。

なお、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではな
く、たとえば、フード１５は不要としてもよいこと、シ
ールド掘進機４の旋回は旋回ジヤツキ以外の他の旋回装
置で行うようにしてもよいこと、排土方式としては流体
輸送方式でもコンベヤ輸送方式でもよいこと、鞘管２５
と立坑用シールドフレームとの連結、切り離しを行う着
脱装置としては油圧ジヤツキ式ノック２６以外のものを
用いてもよいこと、その細末発明の要旨を逸脱しない範
囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明によれば、立坑用シールドフレ
ームの前端部にシールド掘進機を旋回自在に連結したこ
とにより、立坑を掘削した後、シールド掘進機を旋回さ
せて横坑を連続的に掘削することができるようになり、
従来の如き立坑内へのシールド掘進機の搬入工事を不要
にできると共に、立坑掘削用と横坑掘削用に別々の機械
を用意する必要がなくなって作業性の面でも経済性の面
でも有利となる、等の侵れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の掘削装置の一実施例を示す切断側面図
、第２図乃至第４図は立坑と横坑の連続掘削作業工程を
示す概要図、第５図は従来のトンネル施工の作業要領を
示す概略図である。 １・・・立坑、２・・・横坑、３・・・カッター装置、
４・・・シールド掘進機、５・・・立坑用シールドフレ
ーム、６・・・回転軸、２１．２２・・・旋回ジヤツキ
く旋回装置）、２４・・・推進ジヤツキ、２５・・・鞘
管、２６・・・油圧ジヤツキ式ノック（着脱装置）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）立坑用シールドフレームの前端部に上下方向に旋
   回自在に連結したシールド掘進機を、上記立坑用シール
   ドフレームと一体で推進させて立坑を掘削し、次に、上
   記シールド掘進機を横坑方向に旋回させ、しかる後、該
   シールド掘進機のみを推進させて横坑を掘削して行くこ
   とを特徴とする立坑と横坑の連続掘削方法。
2. （２）推進ジャッキを備えた立坑用シールドフレームの
   前端部に、前面部にカッター装置を有するシールド掘進
   機を上下方向に旋回自在に連結して、該シールド掘進機
   を旋回させる旋回装置を備え、且つ上記シールド掘進機
   と立坑用シールドフレームの外周を覆うようにするため
   の鞘管を、上記シールド掘進機と立坑用シールドフレー
   ムとの間の外周部に配し、更に該鞘管を立坑用シールド
   フレームに着脱させる着脱装置を上記立坑用シールドフ
   レームに設置してなることを特徴とする掘削装置。