JPH0369438B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、１本のトンネルを２台のシールド
機を用いてトンネルの両端部から同時に掘削して
途中で接合する際のシールド・トンネルの地中接
合工法に関する。

「従来技術」 従来、この種のシールド・トンネルの地中接合
工法としては、第５図に示すようなものが知られ
ている。

図において、符号Ｇは両端部から掘削してきた
シールド・トンネルの接合部付近の地山であり、
地山Ｇ内では紙面に対して右側に一方のトンネル
Taを掘削したシールド機１と、左側に他方のト
ンネルTbを掘削したシールド機２とが所定の間
隔（約30cm程度）の地山Giを残した状態で向か
い合つている。そして、シールド機１，２の後方
に形成されたトンネルTa，Tbの壁面は、セグメ
ント３ａ，３ａ，…，３ｂ，３ｂ，…によつて覆
工が行なわれている。また、シールド機１，２の
先端部にはスキンプレート１ａ，２ａに対して所
定の傾斜角（α＝17゜〜25゜）で、又周方向に所定
のピツチで地山Ｇ内に穿孔式凍結管４ａ，４ｂが
設置されていると共に、スキンプレート１ａ，２
ａおよび最前部のセグメント３ａ，３ｂには全内
周面に貼付け凍結管（図示せず）が設置された構
成となつている。

そして、前記スキンプレート１ａ，２ａに設置
された穿孔式凍結管４ａ，４ｂ及び貼付け凍結管
内にブラインを循環させることにより、地山Gi
を囲むようにスキンプレート１ａ，２ａの外周部
の地山Gfを凍結させた後、シールド機１，２の
前部５ａ，５ｂを解体し、次いで、前記シールド
機１，２間に残された地山Giを掘削し、その壁
面を覆工することにより左右から掘削してきたト
ンネルTaとTbとを接合させ、シールド・トンネ
ルを完成させる。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、前記従来のシールド・トンネルの接
合方法およびその装置においては、両方のシール
ド機が接触せず、通常30cm程度の隙間ができるこ
とになり、止水や土留が完全とは言い難く完全性
に問題があること、また、補助工法として主に採
用される凍結工法は多くの工費や工期を要すると
共に、海底下での施工時に塩分の混入した凍土の
強度が低下すること、凍結時の凍土膨張および解
凍時の地盤沈下の影響があること、凍土の管理が
難しいこと等の問題点があつた。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもの
で、トンネル接合部付近の地山Ｇから接合部付近
に作用する土水圧に対するシールや止水を確実な
ものとし、安全に施工を行うことができると共
に、トンネルの接合に要する工費や工期を大幅に
低減することのできるシールド・トンネルの地中
接合工法を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、スキンプレートの先端部が外筒と
内筒とにより二重に形成されていると共に前記外
筒及び内筒の間に貫入リングが格納されている第
１のシールド機及びスキンプレートの先端部が前
記第１のシールド機と同径の外筒と内筒とにより
二重に形成された第２のシールド機を１組として
トンネルを掘削する工程と、該トンネル掘削工程
終了直前において、前記第１のシールド機の貫入
リングを該第１のシールド機の軸線に沿つて前方
に摺動させ、前記貫入リングにより前記第１及び
第２のシールド機の間に残されたトンネル接合部
の地山を覆う工程と、該工程終了後、前記第１及
び第２のシールド機のスキンプレートを残したま
まシールド機を解体して、該接合部の地山を掘削
し、更に前記スキンプレートの内面にコンクリー
トを打設して前記接合部の壁面を覆工する工程と
からなるシールド・トンネルの地中接合工法を構
成して、前記問題点を解決している。

ここで、前記第１及び第２のシールド機のスキ
ンプレートの外筒と内筒との間には止水手段を設
けておくことが好ましい。また、前記第１及び第
２のシールド機のカツタ装置には径方向に伸縮自
在なカツタ部を設けておくことも好ましい。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。第１図ないし第４図は、この発
明の一実施例であるシールド・トンネルの地中接
合工法を説明する図である。これらの図におい
て、前記第５図に示した構成要素と同一の要素に
ついては同一符号を付してある。

図において、符号Ｇは両端部から掘削してきた
シールド・トンネルの接合部付近の地山であり、
この地山Ｇ内では、第１のシールド機１がその前
部に設けられたカツタ装置１０により、紙面に対
して右側に第１のトンネルTaを掘削し、また第
２のシールド機２がその前部に設けられたカツタ
装置２０により左側に他方のトンネルTbを掘削
している。そして、シールド機１の後方に形成さ
れたトンネルTaの壁面は、このシールド機１の
内部で組み立てられたセグメント３ａ，３ａ，…
よつて１次覆工されていると共に、シールド機１
２の後方に形成されたトンネルTbの壁面は、こ
のシールド機２の内部で組み立てられたセグメン
ト３ｂ，３ｂ，…によつて１次覆工が行なわれて
いる。

第１のシールド機１には、円筒状に形成されて
このシールド機１本体の外殻を成すスキンプレー
ト１ａが設けられている。このスキンプレート１
ａの先端部１ｂは、スキンプレート１ａと同径に
形成された外筒１１と、この外筒１１より小径に
形成された外筒１２とにより、二重に形成されて
いる。この外筒１１と外筒１２との間には、円筒
状の一体又は複数個に分割された貫入リング１３
が格納されており、この貫入リング１３の後端に
は膨出部１３ａが形成されている。また、この外
筒１１と外筒１２との間には、ゴム化アスフアル
トやグリース等粘性の高い止水剤が充填されてお
り、これにより外筒１１と外筒１２との間の止水
手段が構成されている。この外筒１２の内部に
は、前記シールド機１の軸線に直交するように形
成された仕切板１４が設けられている。外筒１２
とスキンプレート１ａとは、前記シールド機１の
軸線に直交するように形成されたリング状の仕圧
板１５により連結されている。この仕圧板１５の
前面には、その周方向に押圧ジヤツキ１７，１
７，…が複数個取り付けられ、この押圧ジヤツキ
１７の作用端１７ａは、貫入リング膨出部１３ａ
の後面に当接している。また、前記仕圧板１５の
後面には、その周方向に推進ジヤツキ１８，１
８，…が複数個取り付けられ、この推進ジヤツキ
の作用端１８ａは、先端のセグメント３ａの側面
に当接されている。

前記第１のシールド機１の前部に設けられたカ
ツタ装置１０は、外筒１２よりやや小径に形成さ
れ、またその軸体１９が前記仕切板１４に軸支さ
れることで、シールド機１に支持されている。こ
のカツタ装置１０の端縁部には、シールド機１の
径方向に伸縮自在なカツタ部１０ａが設けられて
いる。

第２のシールド機２には、前記第１のスキンプ
レート１ａと同径の円筒状に形成されたスキンプ
レート２ａが設けられ、このスキンプレート２ａ
の先端部２ｂは、前記第１のシールド機１と同様
に、スキンプレート２ａと同径に形成された外筒
２１と、この外筒２１より小径に形成された内筒
２２とにより、二重に形成されている。この外筒
２１と内筒２２との間には、ゴム化アスフアルト
やグリース等粘性の高い止水剤が充填されてお
り、これにより外筒２１と外筒２２との間の止水
手段が構成されている。この外筒２２の内部に
は、前記シールド機２の軸線に直交するように形
成された仕切板２４が設けられている。外筒２２
とスキンプレート２ａとは、前記シールド機２の
軸線に直交するように形成されたリング状の仕圧
板２５により連結されている。また、スキンプレ
ート２ａには、その内部にリング２３が設けら
れ、このリング２３の後面には、その周方向に推
進ジヤツキ２８，２８，…が複数個取り付けられ
ている。推進ジヤツキ２８の作用端２８ａは、先
端のセグメント３ａの側面に当接されている。

前記第２のシールド機２の前部に設けられたカ
ツタ装置２０は、前記外筒２２よりやや小径に形
成され、またその軸体２９が前記仕切板２４に軸
支されることで、シールド機２に支持されてい
る。このカツタ装置２０の端縁部には、前記第１
のカツタ装置１０と同様に、シールド機２の径方
向に伸縮自在なカツタ部２０ａが設けられてい
る。

また、第１及び第２のシールド機１，２には、
それぞれ泥土圧入用パイプ１６，２６が配設さ
れ、このパイプ１６，２６の開口端は、各シール
ド機１，２の先端部に位置している。

つぎに、第１図ないし第４図を用いて本発明の
地中接合工法について説明する。

(i) まず、第１図において右側から、第１のシー
ルド機１を用いてカツタ装置１０により地山Ｇ
を掘削し、その掘削した坑の壁面にセグメント
３ａ，３ａ，…の覆工を行い、このセグメント
３ａ，３ａ，…に反力を取つて推進ジヤツキ１
８，１８，…を駆動させることにより一方のト
ンネルTaを築造していく。この時、カツタ装
置１０の伸縮自在なカツタ部１０ａを伸長し
て、このカツタ装置１０が前記外筒１１の径と
少なくとも同径のトンネルが掘削できるように
する。これと同時に、第１図において左側か
ら、第２のシールド機２を用いてカツタ装置２
０により地山Ｇを掘削し、その掘削した坑の壁
面にセグメント３ｂ，３ｂ，…の覆工を行い、
このセグメント３ｂ，３ｂ，…に反力を取つて
推進ジヤツキ２８，２８，…を駆動させること
により他方のトンネルTbと築造していく。こ
の時、カツタ装置２０の伸縮自在なカツタ部２
０ａを伸長させて、このカツタ装置２０が前記
スキンプレート２ａと少なくとも同径のトンネ
ルを掘削できるようにする。（第１図） そして、トンネルの接合部において第１のシ
ールド機１と第２のシールド機２とを所定長さ
の地山Gi（約30cm〜１ｍ程度）を残して対向さ
せる。この時、前記伸長されたカツタ部１０
ａ，２０ａを、元の長さにまで短縮させる。こ
こで、カツタ装置１０，２０はそれぞれ外筒１
２，２２よりやや小径に形成されているので、
カツタ部１０ａ，２０ａを短縮させると、外筒
１２，２２とカツタ装置１０，２０との間隙か
らシールド機１，２内に土砂が侵入してしま
う。そこで、前記パイプ１６，２６によりトン
ネル接合部の地上Gi中に泥土を圧入して、土
砂の侵入を防ぐと共に、この地山Giの沈下を
防止する。（第２図） (ii) 次に、第１のシールド機１の押圧ジヤツキ１
７を駆動させて、貫入リング１３の先端部が第
２のシールド機２の外筒２１と内筒２２との間
の間隙内に挿入されるまで、この貫入リング１
３を前記シールド機１の軸線に沿つて前方に摺
動させる。これにより、貫入リング１３が第１
のシールド機１と第２のシールド機２との間に
残されたトンネル接合部の地山Giを覆つたこ
とになる。ここで、外筒１１，２１と内筒１
２，２２との間に充填された前記ゴム化アスフ
アルトやグリースは、前記貫入リング１３の押
し出しに従つて、各スキンプレート１ａと２ａ
との間隙から接合部の地山Gi中に浸出してゆ
く。従つて、このゴム化アスフアルトやグリー
スの浸出により、接合部の地山Giに対する止
水性をより確実なものとできる。また、トンネ
ルTa，Tbに二次覆工を行う場合、トンネル接
合部の覆工前に、予めこの接合部付近までのセ
グメント３ａ，３ｂ内面にコンクリートを巻い
ておく。（第３図） (iii) そして、カツタ装置１０，２０を解体、撤去
すると共に、仕切板１４，２４を切り取つて除
去し、更に貫入リング１３の両端部を外筒１
２，２２に溶接する。次いで、スキンプレート
の内側の壁面に、二次覆工分の厚さを含めたコ
ンクリート３１を打設することにより接合部の
壁面の覆工を行なう。ここで、前記トンネル接
合部を補強する目的で、外筒１２，２２の内面
に、例えばＨ型鋼からなる支持工３２を設けて
も良い。（第４図） 以上の工法により、シールド・トンネルの接合
部の施工が完了される。ここで、トンネル接合部
の地山Giは、第１のシールド機１のスキンプレ
ート先端部１ｂに設けられた貫入リング１３によ
り覆われるので、この貫入リング１３により前記
接合部の土留が止水が行なわれる。従つて、前記
従来の凍結工法のような補助工法を用いることな
く、シールド・トンネルの接合部の施工を行なう
ことができると共に、前記従来の凍結工法のよう
に多くの工費や工期を要することなく、接合部の
施工を行なうことができる。よつて、トンネル接
合部付近の地山Ｇから接合部付近に作用する土水
圧に対する土留や止水を確実なものとし、安全に
施工を行うことができると共に、トンネルの接合
に要する工費や工期を大幅に低減することのでき
るシールド・トンネルの地中接合工法を提供する
ことが可能となる。

特に、この実施例においては、第１及び第２の
シールド機１，２の外筒１１，２１と外筒１２，
２２との間にゴム化アスフアルトやグリースから
なる止水手段を設けてあるので、貫入リング１３
によりトンネル接合部の地山Giを覆う際の止水
をより確実なものとすることができる。また同様
に、前記各シールド機１，２のカツタ装置１０，
２０に周方向に伸縮自在なカツタ部１０ａ，２０
ａを設けたので、前記スキンプレート１ａ，２ａ
の先端部１ｂ，２ｂを二重に形成したことによる
掘削径の縮小という現象を招くことがないため、
トンネル掘削時にシールド機１，２に加わる推進
抵抗を減少させることが可能となる。

また、この実施例においては、カツタ装置１
０，２０が内筒１２，２２よりやや小径に形成さ
れているので、仕切板１４，２４によるカツタ装
置１０，２０の軸支、固定を解決すれば、このカ
ツタ装置１０，２０を内筒１２，２２の先端部と
仕切板１４，４５とで形成される枠体内に格納す
ることが可能となる。従つて、前記工程(ii)におい
て、カツタ部１０ａ，２０ａの短縮後、さらに推
進ジヤツキ１８，２８を駆動させて各シールド機
１，２をより接近させても、カツタ装置１０，２
０が互いに接触することがない。よつて、各シー
ルド機１，２をより接近させて対向させることに
より、前記トンネル接合部における止水性をより
確保することができる。

なお、この発明であるシールド・トンネルの地
中接合工法は、前記実施例に限定されない。例え
ば、前記貫入リング１３を前方に摺動させる機構
は、前記実施例の如く押圧ジヤツキ１７に限定さ
れず、接合部の土水圧に対抗して貫入リング１３
を摺動させることができる機構であれば良い。

「発明の効果」 以上説明したようにこの発明は、スキンプレー
トの先端部が外筒と内筒とにより二重に形成され
ていると共に前記外筒及び内筒の間に貫入リング
が格納されている第１のシールド機及びスキンプ
レートの先端部が前記第１のシールド機と同径の
の外筒と内筒とにより二重に形成された第２のシ
ールド機を１組としてトンネルを掘削する工程
と、該トンネル掘削工程終了直前において、前記
貫入リングにより前記第１及び第２のシールド機
の間に残されたトンネル接合部の地山を覆う工程
と、該工程終了後、前記第１及び第２のシールド
機のスキンプレートを残したままシールド機を解
体して、該接合部の地山を掘削し、更に前記スキ
ンプレートの内面にコンクリートを打設して前記
接合部の壁面を覆工する工程とからなるシール
ド・トンネルの地中接合工法を構成したので、前
記第１のシールド機に設けてある貫入リングによ
り、前記接合部の土留や止水が行なわれる。従つ
て、前記従来の凍結工法のような補助工法を用い
ることなく、シールド・トンネルの接合部の施工
を行なうことができると共に、前記従来の凍結工
法のように多くの工費や工期を要することなく、
接合部の施工を行なうことができる。よつて、ト
ンネル接合部における土留や止水を確実なものと
し、安全に施工を行うことができると共に、トン
ネルの接合に要する工費や工期を大幅に低減する
ことのできるシールド・トンネルの地中接合工法
を提供することが可能となる。

また、第１及び第２のシールド機１の外筒と内
筒との間に止水手段を設けた場合、貫入リングに
よりトンネル接合部の地山を覆う際の止水をより
確実なものとすることができる。また同様に、前
記各シールド機のカツタ装置に周方向に伸縮自在
なカツタ部を設けた場合、トンネル掘削時にシー
ルド機に加わる推進抵抗を減少させることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるシールド・
トンネルの地中接合工法を説明するための図、第
２図は第１図と同様の図、第３図は第１図と同様
の図、第４図は第１図と同様の図、第５図は従来
のシールド・トンネルの地中接合工法である凍結
工法によりトンネルが接合されている状態を示す
図である。 Ｇ……地山、Gi……トンネル接合部地山、Ta
……トンネル、Tb……トンネル、１……第１の
シールド機、２……第２のシールド機、１ａ，２
ａ……スキンプレート、１ｂ，２ｂ……スキンプ
レート先端部、３ａ，３ｂ……セグメント、１
０，２０……カツタ装置、１０ａ，２０ａ……カ
ツタ部、１１，２１……外筒、１２，２２……内
筒、１３……貫入リング、１８，２８……推進ジ
ヤツキ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前部に設けられたカツタ装置により地山を掘
   削しつつ、内部で１次覆工用のセグメントを組み
   立てながら地中を推進させるシールド機を２台用
   い、築造すべきトンネルの両端側からそれぞれト
   ンネルを掘削してそれらを途中で接合することに
   よりトンネルを完成させる際のシールド・トンネ
   ルの地中接合工法であつて、スキンプレートの先
   端部が外筒と内筒とにより二重に形成されている
   と共に前記外筒及び内筒の間に貫入リングが格納
   されている第１のシールド機及びスキンプレート
   の先端部が前記第１のシールド機と同径の外筒と
   内筒とにより二重に形成された第２のシールド機
   を１組としてトンネルを掘削する工程と、該トン
   ネル掘削工程終了直前において、前記第１のシー
   ルド機の貫入リングを該第１のシールド機の軸線
   に沿つて前方に摺動させ、前記貫入リングにより
   前記第１及び第２のシールド機の間に残されたト
   ンネル接合部の地山を覆う工程と、該工程終了
   後、前記第１及び第２のシールド機のスキンプレ
   ートを残したままシールド機を解体して、該接合
   部の地山を掘削し、更に前記スキンプレートの内
   面にコンクリートを打設して前記接合部の壁面を
   覆工する工程とを具備してなるシールド・トンネ
   ルの地中接合工法。 ２ 前記第１及び第２のシールド機のスキンプレ
   ートの外筒と内筒との間に止水手段を設けておく
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシ
   ールド・トンネルの地中接合工法。 ３ 前記第１及び第２のシールド機のカツタ装置
   に径方向に伸縮自在なカツタ部を設けておくこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシール
   ド・トンネルの地中接合工法。