JPH04106293A - シールドトンネルの地中接合方法 - 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２台のシール１く機を対向させて地中を掘進さ
せながらシールドトンネルを形成し接合する際の接合方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

近時、地下開発が盛んに行なわれており、地下トンネル
の構築が増加している。この地下トンネルの構築は主と
してシールド機によって行なわれるため、シールド機の
開発も多岐に亘り、掘削断面が変化するシールド機や多
面シールド機等によるトンネル工事も増加している。

而して、前記トンネルの構築に際しては、２台のシール
ド機を互いに対向させて発進させ、掘進させながらシー
ルドトンネルを形成して行き、最終的に双方が形成した
シールドトンネルを地中接合するのであるが、そのため
の工法として、凍結地中接合工法がある。この工法は安
全且つ確実で、よくシールドトンネルを接合することが
出来るが、通常で４〜５ケ月もの長い工期を要するとい
う欠点がある。

即ち、従来の凍結地中接合方法は、２台のシールド機を
互いに対向させて発進させ、掘進させながらシールドト
ンネルを形成して行き、同機が同時に接合地点に到着す
る場合は、第１０図に示すように、シールド機５１．５
＋、ａからそれぞれ円錐形状に凍結管５２を埋設して算
盤珠状の凍土壁５３を造成した後、シールド機５１．．
５１ａのカッター〇、バルク室す等を解体、撤去し、−
法覆工を施工し、てシールドトンネルを接合する方法が
採られているが、この方法では、−殻内に凍結管理設等
の準備、仮設工に２力月、凍結期間に１〜１．５力月、
解体。

覆工に１〜１．５力月を要し、合計すれば４〜５力月の
長い工事期間を必要としていた。

そこで、この工期を少しでも短縮するために。

２台のシールド機の接合地点への到着時期をずらして、
第１１図に示すように、先着したシールド機５１から円
錐形状に直管状の凍結管５２を埋設し、円錐形状の凍土
壁５３ａを造成して、後着シールド機を待つ方法も採ら
れているが、この方法では凍結管が直管であるため１円
錐形状の凍土壁５３ａと後着のシールド機５１ａとの隙
間が大きくなるので、後着のシールド機５１ａから補助
凍結管５２ａを埋設して前記隙間に凍土５３ｂを造成す
るか又は時間を掛けて前記凍結管５２により前記隙間を
凍結しなければならず、結局は工期の短縮もシールド機
５１の先着による効果も充分活用出来なくて、前者の方
法に比べ、１力月程度工期を短縮できるに過ぎないので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来技術の欠点を補うために、ａ　凍結管
理設等の工程を短縮できるように、そのための機材をシ
ールド機に着装する ｂ　シールド機の面盤に工夫を凝らして、シールド機と
シールド機の接合区間を極力狭め、凍土壁の厚みを減少
させる などの対策が考えられている。これらの対策は一見合理
的に見えるが、実際にはシールド機の構造を複雑にする
結果、故障や事故発生のおそれが多く、また、シールド
工法の主目的である掘進を犠牲にせざるを得ないことも
あり、充分満足すべき成果は得られない。

従って、本発明が解決しようとする課題は、シールド機
の構造を変化させることなく、しかも工期を短縮できる
と共にあらゆる種類のシールド機の形状や機能に対応し
て、シールドトンネルを接合できる凍結地中接合方法を
提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の課題を解決することを目的としてなされ
たもので、その第一発明の構成は、２台のシールド機を
対向させ地中を掘進させてシールドトンネルを形成し接
合するシールドトンネルの接合方法において、接合すべ
き地点におけるシールド機の到着時期をずらし、先着し
たシールド機の内部から操向性ボーリングにより円弧状
又は曲線状に地山を削孔して、該掘削孔に可撓性の凍結
管を挿入し、後着シールド機の到着時期に合わせて横向
きチューリップ状の凍土壁を造成しておき、該凍土壁内
に後着シールド機を貫入させた後、後着シールド機の後
方にセグメント凍結板を組立てるか又は貼付凍結管を設
置するなどして後部止水を行なってから、シールド機の
カッター、バルク室等を解体し、スチールセグメント等
によｊＪ−法覆工を施してシールドトンネルを接合する
ことを特徴とするものであり、また、第二発明の構成は
、２台のシールド機を対向させ地中を掘進させてシール
ドトンネルを形成し接合するシールドトンネルの接合方
法において、接合すべき地点におけるシールド機の到着
時期をずらし、先着したシールド機の直後のセグメント
に、水平凍結管理設用の削孔室を拡巾構築できる機構を
内装させ、後着シールド機が前記所定の地点に到達する
までの期間中に拡巾した削孔室から水平凍結管を、後着
するシールド機のテール部分まで埋設して、該シールド
機の口径よりやや大きい円筒形状の凍土壁を造成し、後
着シールド機が前記凍土壁内に到着した後、該後着シー
ルド機の後方にセグメント凍結板を組立るか又は凍着用
設備を設置するなどして後部止水を行なってから、シー
ルド機のカンタ−バルク室等を解体し、スチールセグメ
ント等により一次覆工を施工して、シールドトンネルを
接合することを特徴とするものである。

即ち、第一発明の接合工法は、２台のシールド機のシー
ルドトンネルを接合すべき地点への到着時期をずらし、
先着のシールド機内から凍結工法を用いてその先端側に
、後着のシールド機が進入できるように、チューリップ
状の凍土壁を造成しておき、後着のシールド機を前記凍
土壁内に貫入させ、該後着シールド機内から不足する凍
土を造成するために、セグメント凍結板を組立るか、ま
たは貼付凍結管を設備して、後部を凍着、止水し、あと
は常法によって、スチールセグメント等による一次覆工
を施工することにより、シールドトンネルの接合工事期
間を短縮しようというものであり、一方、第二発明の接
合方法は、第一発明と同様に、２台のシールド機の到着
時期をずらし、先着のシールド機直後のセグメントに水
平凍結管を埋設するための削孔室を拡巾構築し、該削孔
室から前方へ向は水平凍結管を埋設して円筒形状の凍土
壁を造成しておき、該凍土壁内に後着シールド機を貫入
させた後、第一発明と同様にしてシールドトンネルを接
合することにより、シールドトンネルの接合期間を短縮
しようというものである。

〔実施例〕

次に本発明接合方法の実施例を図により工程順に説明す
る。

第１図及び第２図は、凍結管を埋設する状態を示す図で
、第１図は地山の安定状態が良好な場合の説明図、第２
図は地山の安定状態が悪い場合の説明図、第３図はチュ
ーリップ状の凍土を造成した状態の断面図、第４図は後
着シールド機が到着し、その後方を凍結した状態の断面
図、第５図はシールド機の内部を解体し、−法覆工を施
工して接合した状態を示す断面図、第６図は第二発明に
より先着シールド機の前方に円筒形状の凍土壁を造成し
て後着シールド機を貫入し、その後方を到着した状態の
断面図、第７図は削孔室の拡巾前の横断面図、第８図は
同じく縦断面図、第９図は平面図である。

第一発明 ■　着シールド　　からの凍　　の埋　、凍ａ　先着し
たシールド機内から、造成される凍土がチューリップ状
になるように曲線ボーリングを行なう。この曲線ボーリ
ングは、操向性ボーリング例えば小口径泥水推進管工法
等の工法を利用して削孔し、地山の安定状態が良い場合
は、孔壁保持のため泥水置換しながら推進管を抜取り、
掘削孔にそれより一回り小さい可撓性のある凍結管を挿
入し、また、地山の安定状態が悪い場合は、泥水推進管
のバルクヘッド装置を残置したまま、推進管内にそれよ
り一回り小さい可撓性のある凍結管を挿入して、空隙に
泥水等の充填剤を封入する。

即ち、第１図は地山の安定状態が良い場合を示すもので
、シールド機１のシールド鋼板２に削孔管用と凍結管用
の二重パッカー３を取付けて、まず、操向性ボーリング
例えば小口径泥水推進管工法を利用して削孔し、孔壁保
持のため泥水置換しながら推進管を抜取り、可撓性の凍
結管４を埋設して凍結工法により、第３図に示すように
、チューリップ状の凍土壁Ｆを造成する。また、第２図
は地山の安定状態が悪い場合を示すもので、上記におけ
る推進管と同し推進管５を用いて削孔し、そのバルクヘ
ット装＠５ａを残置したままパッカー３に泥水等の封入
蓋３ａを施すと共に凍結管４を埋設し、推進管５と凍結
管４との間の空隙に泥水等の充填材６を封入し、凍結管
４に冷媒を通して、第３図に示すようなチューリップ状
の凍土壁Ｆを造成するのである。

ｂ　而して、チューリップ状の凍土壁Ｆの造成期間は従
来の凍土壁の造成と同し程度の日数（仮設に２力月と凍
結に１力月）を要するが、これを後着シールド機１ａが
到着する３ケ月前から実施すると、工程上はこの３ケ月
が工事全体の工程とは無関係となり、それ以降の作業が
必要工程となる。

■　　シールド機の到着と後着側の凍結後着シールド機
１ａが、第４図に示すように、チューリップ状凍土壁Ｆ
内に到着したら、後着シールド機１ａのセグメントにセ
グメント凍結板７を組立てた後、冷却用の設備と配管工
事を行なうだけで、サグメ凍結−凍結扱７の凍着が可能
となるから、従来方法のように後着シールド機ｌａから
凍結管を埋設する作業は必要がなく、後着シール（・機
１８到着に伴う前記凍土壁Ｆの解凍幅だけ再凍結Ｆａさ
せて、後着シールド機１ａのシールドセグメント凍結板
７と凍着させれば５Ｍ体工事に着手できる。このセグメ
ント凍結板７の仮設工と再凍結期間を含めても０．５力
月（２週間程度）の期間で充分である。

■解体、覆エ シールド機の解体と覆工は従来と同し、即ち、カッター
ａ、バルク室すを解体し、スチールセグメント８により
一次覆工を施して両シールｌ−トンネルを接合するので
ある。

以上の工程を総合すると、実施工程期間は、後着シール
ド機内の仮設、再凍結０．５ケ月と解体。

覆工の１〜１．５力月だけとなり、凍結地中接合が１．
５〜２力月程度の期間で完了することになり、全体の工
程に及ぼす工期は実質上、従来方法の１７２〜１／３に
短縮することが出来るのである。

第２発明 この第二発明は地盤の状態その他の事情によりチューリ
ップ状の凍土壁を造成するのに不適当な場合に適したも
ので、先着シールド機１直後のセグメント１０にシール
用パツキンｐを介して水密且つ移動可能に削孔室１１を
内装し、該削孔室１１を拡巾部材１２により水密に拡巾
してシールド機１の外側に突出させ、拡巾された削孔室
】１から水平凍結管１３をシールド機１の外側前方に埋
設して、後着シールド機１ａの口径よりやや大きめの内
径を有する円筒形状の凍土壁Ｆ′を造成しておき、後着
シールド機１ａをこの凍土壁Ｆ′に貫入させ、該後着シ
ールド機１ａの後方にセグメント凍結板１４を組立て凍
着させて止水な行なってから、両シールド機のカッター
ａ、バルク室す等を解体し、スチールセグメント８等に
より一次覆工を施してシールドトンネルを接合するので
あるが、通常、削孔室の拡巾。

水平凍結管の埋設及び凍結と後着シールド機の到着と後
着側の凍結は次のようにして行なう。

■塑」ｊし久鉱辿− 前記セグメント１０に内装した削孔室１１には画盤２１
を定着し、この画盤２Ｉの外側にカッターフェイス２２
、内側に該カンタ−フェイス２２を駆動するモータＭを
、それぞれ２個ずつ装着しておき、シールド機上が所定
の位置の１〜２ｍ手前に着いたら、前記セグメント１０
を通常のセグメントと同様にして組み立てる。

而して、シールド機１が所定の位置に到達し停止したら
、モータＭを駆動してカンタ−フェイス２２を回転させ
ながら同時に画盤２１に設けである泥水供給口２３から
泥水を送り込み、同じく削泥取扱み口２４から土砂を排
出する。

一方、内装用セグメントの内側に反力受け２５を仮設し
、削孔室１１の内側にその拡巾部材１２を溶接等により
水密に接続して、反力受けに取付けたジヤツキ２６によ
り押し上げて削孔室１１を拡巾して行き、削孔室】１が
その先端が所定の位置に達するまで拡巾されたら、次の
削孔室を同様にして拡巾し、シールドトンネルの全周に
亘り拡巾されてシールドトンネルの外側に突出した削孔
室１１を形成する。

（牙水玉遠栽１夏工笠、遠藝 上記のようにして削孔室１１を拡巾したら、次に該削孔
室１１から水平凍結管１３を埋設して行くのであるが、
削孔室１１はその長さが短いので、水平凍結管１３は短
尺の鋼管ピースを接続して構成しなければならないため
、削孔用と凍結用とに分けて、削孔用鋼管は３．５〜４
Ｂ、長さ２０〜３０ｃｍのねし込み管を使用し、その中
に２〜２．５Ｂの凍結用鋼管を溶接等により接続、挿入
して凍結管１３とするのである。尚、凍結管１３を削孔
用と凍結用の二重管構造にしたのは、冷却溶媒の漏洩に
より凍土が侵食されるのを防止するためである。また、
この凍結管１３の埋設は拡巾部材１２内に削孔用パッカ
ー２７を設置して行なうものとする。

上記により埋設された凍結管１３に冷却溶媒を循環させ
てその周辺の地盤を凍結して行くと、円筒形状の凍土壁
Ｆ′が造成される。

而して、■の削孔室の拡巾に約１カ月を要し、また、凍
結管の埋設と凍結に従来の凍土壁の造成と同し程度の日
数を要するが、準備下と仮設工を平行作業で実施するよ
うにし、これらの作業を後着シールド機が到着する３力
月前から実施すれば、工程上はこの３力月が工事全体の
工程とは無関係になり、それ以降の作業が必要工程とな
る。

■後着シールド機の到着後の後着側の凍結上記の凍土壁
Ｆ′内に後着シールド機１ａを進入させ、該シールド機
１８が所定位置まで進入したら、その後方にセグメント
凍結板１４を組み立て、冷却装置（図示せず）を設置し
て、前記凍土壁Ｆ″とセグメント凍結板１４を凍着させ
る。

その他は第一発明と同様である。

■解体、覆工 第一発明におけるそれと同様である。

以上の工程を総合すると、接合工程に要する工期は、削
孔室１１の拡巾に要する工期及び凍土の造成は凍結地中
接合に含まれないので、後着シールド機内の仮設、再凍
結０．５力月と、解体、覆工の１〜１．５力月だけとな
り、凍結地中接合が１．５〜２力月程度の期間で終了す
ることになり、従来方法に比べて大幅に工期を短縮でき
る。

〔発明の効果〕

本発明は上述の通りであって、２台対向させ発進、掘進
させてシールドトンネルを形成すべきシールド機のシー
ルドトンネルを接合すべき地点への到着時期をずらし、
先着のシールド機の先端側に後着のシールド機が貫入出
来る横向きチューリップ状の凍土壁又は後着シールド機
の口径よりやや大きい内径を有する円筒形状の凍土壁を
造成して、該凍土壁内に後着のシールド機を貫入させ。

後着のシールド機の後方にセグメント凍結板を組立るか
又は貼付凍結管を設備して、後部の凍着止水を行なうの
みで、後は常法により両シールド機のカッターやバルク
室を解体して、−法覆工を施工すれば、シールドトンネ
ルを接合できるから、その接合のための工事期間は従来
方法に比し、著しく短縮でき、これに伴って工事費の大
幅な節減を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、凍結管を埋設する状態を示す図で
、第１図は地山の安定状態が良好な場合の説明図、第２
図は地山の安定状態が悪い場合の説明図、第３図はチュ
ーリップ状の凍土を造成した状態の断面図、第４図は後
着シールド機が到着し、その後方を凍結した状態の断面
図、第５図はシールド機の内部を解体し、−法覆工を施
工して接合した状態を示す断面図、第６図は第二発明に
より先着シールド機の前方に円筒形状の凍土壁を造成し
て後着シールド機を貫入し、その後方を到着した状態の
断面図、第７図は削孔室の拡巾前の横断面図、第８図は
同じく縦断面図、第９図は平面図、第１０図及び第１１
図は従来方法の説明図である。 １・・・先着のシールド機、１ａ・・・後着のシールド
機、２・・・シールド鋼板、３・・・パッカー、４・・
・可撓性凍結管、５・・推進管、６・・・充填剤、７・
・・セグメント凍結板、Ｆ・・チューリップ状凍土壁、
Ｆａ・・・再凍結、１０・・セグメント、１１・・削孔
室、１２・・・拡巾部材、１３凍結管。 １４・・・セグメント凍結板、 ２１・画盤、 カッタ フェイス、 Ｍ・・モータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　２台のシールド機を対向させ地中を掘進させてシー
   ルドトンネルを形成し接合するシールドトンネルの接合
   方法において、接合すべき地点におけるシールド機の到
   着時期をずらし、先着したシールド機の内部から操向性
   ボーリングにより円弧状又は曲線状に地山を削孔して、
   該掘削孔に可撓性の凍結管を挿入し、後着シールド機の
   到着時期に合わせて横向きチューリップ状の凍土壁を造
   成しておき、該凍土壁内に後着シールド機を貫入させた
   後、後着シールド機の後方にセグメント凍結板を組立て
   るか又は貼付凍結管を設置するなどして後部止水を行な
   ってから、シールド機のカッター，バルク室等を解体し
   、スチールセグメント等により一次覆工を施してシール
   ドトンネルを接合することを特徴とするシールドトンネ
   ルの地中接合方法。 ２　２台のシールド機を対向させ地中を掘進させてシー
   ルドトンネルを形成し接合するシールドトンネルの接合
   方法において、接合すべき地点におけるシールド機の到
   着時期をずらし、先着したシールド機の直後のセグメン
   トに、水平凍結管理設用の削孔室を拡巾構築できる機構
   を内装させ、後着シールド機が前記所定の地点に到達す
   るまでの期間中に拡巾した削孔室から水平凍結管を、後
   着するシールド機のテール部分まで埋設して、該シール
   ド機の口径よりやや大きい円筒形状の凍土壁を造成し、
   後着シールド機が前記凍土壁内に到着した後、該後着シ
   ールド機の後方にセグメント凍結板を組立るか又は凍着
   用設備を設置するなどして後部止水を行なってから、シ
   ールド機のカッター，バルク室等を解体し、スチールセ
   グメント等により一次覆工を施工して、シールドトンネ
   ルを接合することを特徴とするシールドトンネルの接合
   方法。