JPH04174191A - 有効断面形成シールド掘進機 - 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、トンネルを構築するためのシールド掘進機に
おいて、利用トンネルの形状に合わせて有効な断面を得
ることができる有効断面形成シールド掘進機に関するも
のである。

〔従来の技術〕

周知のごとくシールド掘進機を用いたトンネル工事では
、シールド掘進機本体を構成する円筒鋼殻の前面に配し
たカッターホイール（カッターヘッド）を回転させるこ
とにより、シールド掘進機本体の外径とほぼ同径のトン
ネルを掘削するとともに、掘削した土砂をシールド掘進
機本体から後方へ排出しながら、セグメント等のライニ
ング材をシールド掘進機本体に設けた推進ジャダキで押
してその反力でシールド掘進機本体を前進させる。

そして、推進ジヤツキが１ストローク伸びたならば、推
進を中断してシールド掘進機本体内で新たなライニング
材を継ぎ足し、このような工程を順次繰り返して円筒状
のトンネルを構築するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようにシールド掘進機本体の外径は前面のカッター
ホイールの回転機能上、カッターホイールの回転軸を中
心とした円筒形の鋼殻が用いられ、ライニング材もほぼ
同形の円筒形に組まれる。

一方、トンネルを利用する車輌等形状は矩形が多く、円
形断面のトンネルとの間に著しい未利用空間が生じ、構
築材料及び発生土砂処分の不経済が生じている。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、矩形等の
有効断面形成が可能なシールド掘進機を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するため、前面にカッターホイ
ールを配置したシールド掘進機で、シールド掘進機本体
を構成する円筒鋼殻のテール部内側に有効断面用鋼殻を
同心的に設け、シールド掘進機の推進ジヤツキはこの有
効断面用鋼殻の内側に配設するとともに、円筒鋼殻と有
効断面用鋼殻間にジヤツキによる押出し転圧装置の転圧
板を介在させ、同じく円筒鋼殻と有効断面用鋼殻間で該
転圧板の後方に前記カッターホイール後方のチャンバか
ら取り入れた土砂を搬送する土砂搬送装置の送出口を開
口したこと、及び、土砂搬送装置は、チャンバに開口す
る掘削土取込装置と、この掘削土取込装置から土砂を受
け入れる混合プラントと、混合プラントから円筒鋼殻と
有効断面用鋼殻間に改良土を送出す改良土圧入装置とか
らなることを要旨とするものである。

〔作用〕

請求項第１項記載の本発明によれば、地盤の掘削はシー
ルド掘進機本体を構成する円筒鋼殻の前面のカッターホ
イールでなされ、円形のトンネル掘削が行われるが、ラ
イニング材としてのセグメント等は有効断面用鋼殻内で
この鋼殻の形状に合わせて有効断面を得るのに必要な形
状、例えば矩形に組まれる。

そして、シールド掘進機本体はこのライニング材を反力
として推進ジヤツキで推進するが、それと同時にまたは
前後して、カッターホイールで掘削した切羽の土砂の一
部は土砂搬送装置で有効断面用鋼殻外周に押し出され、
かつ押出し転圧装置の転圧板で圧密されなからうイニン
グ材外周と円形掘削との隙間を充填していくので、テー
ルボイドを生じることなく有効断面のトンネル形成がな
される。

請求項第２項記載の本発明によれば、前記作用に加えて
、ライニング材外周と円形掘削との隙間に充填する土砂
は改良土であり、ライニング材（覆工材）の一部として
外力を分担し、ライニング材の軽減化を図ることができ
る。

〔実施例〕

以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の有効断面形成シールド掘進機の１実施
例を示す縦断側面図で、図中１はシールド掘進機本体を
構成する円筒鋼殻である。

この円筒鋼殻１の前面にはカッターホイール２を配置し
、その後方には隔壁３によりチャンバ４が構成され、該
チャンバ４から後方へ向けてスクリュー式の排土装置５
を設ける。

以上は通常のシールド掘進機と同じであるが、本発明は
この円筒鋼殻１のテール部１ａの内側に有効断面用鋼殻
６を同心的に設けた。

この有効断面用鋼殻６はトンネルの有効断面に形状を合
致させるもので、その形状は矩形断面や楕円形断面など
適宜に選択できる。

また有効断面用鋼殻６の後端は円筒鋼殻１に対し後方へ
突出し、前端は円筒鋼殻１に連結する仕切壁７で円筒鋼
殻１との間を閉塞した。

そして、有効断面用鋼殻６の内側に推進ジヤツキ８と図
示は省略するがエレクタ−を設け、また円筒鋼殻１の内
側に設けたジヤツキによる押出し転圧装置９０ロンドを
前記仕切壁７を貫通させて円筒鋼殻１と有効断面用鋼殻
６との間に突出させ、その先端に転圧板９ａを設ける。

前記チャンバ４にはスクリュー式の掘削土取込装置１０
の一端を開口し、この掘削土取込装置１０の他端は円筒
鋼殻１内に設けた混合プラント１１に連結した。この混
合プラント１１は土砂にセメントミルク等の硬化剤を添
加し攪拌するものである。

図中１７は硬化剤の注入管で、その先端は混合プラン１
−１１に接続され、途中にバルブ１７ａを有する。

混合プラン目１に一端を連結したスクリュー式の改良土
圧入装置１２は途中にストップバルブ１３を有するがそ
の他端は、前記円筒鋼殻１と有効断面用鋼殻６間で該転
圧板９ａの後方に送出口として開口した。

これら掘削土取込装置１０、混合プラン目１、改良土圧
入装置１２はチャンバ４から取り入れた土砂を円筒鋼殻
１と有効断面用鋼殻６間に搬送する土砂搬送装置を構成
するものであるが、改良土を必要としない場合にはこの
混合プラント１１を省略して１個の掘削土取込装置で直
接掘削土を円筒鋼殻１と有効断面用鋼殻６間に送り出す
ようにすることもある。

次に、本考案のシールド掘進機を使用するシールド工法
でついて説明する。

シールド掘進機本体を構成する円筒鋼殻１の前面のカッ
ターホイール２が回転駆動されると、このカッターホイ
ール２のカンタ−フェイスで地盤の掘削がなされ、円形
のトンネル掘削が行われる。

掘削土砂はカッターホィール２後面のチャンバ４に入り
、大部分は排土装置５で後方に搬送され排出されるが、
一部は掘削土取込装置１０から混合プラント１１に入り
、ここで注入管１７からの硬化剤を添加され適宜攪拌さ
れて改良土に変更される。

図中１４はセグメント等のライニング材で、これは有効
断面用鋼殻６内でエレクタ−により、この鋼殻６の形状
に合わせて有効断面を得るのに必要な形状、例えば矩形
に組まれたものである。

ライニング材１４をなすものとしては、コンクリート製
や鋼製のセグメントが好適であるが、その他に支保工材
とプレキャスト平板との組合せなどでもよい。

シールド掘進機はこの既設のライニング材１４を反力と
して推進ジヤツキ８で推進する。

そして、推進ジヤツキ８が１ストローク伸びたならば、
推進を中断して有効断面用鋼殻６内で新たなライニング
材１４を継ぎ足す。

かかるシールド掘進機の推進と同時にまたは前後して、
前記混合プラン）１１の改良土は改良土圧入装置１２で
有効断面用鋼殻６の外周で円筒鋼殻１との間に押し出さ
れ、この改良±１５は押出し転圧装置９の転圧板で９ａ
で圧密されながら充填されていく。

このようにして、第２図に示すように有効断面形状に組
まれたライニング材１４の周囲は改良±１５で充填され
たトンネルが施工できるものである。

前記ライニング材１４の組まれた状態の断面形は第３図
に示すように矩形以外に楕円形等があり、その場合は有
効断面用鋼殻６の断面も楕円形である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の有効断面形成シールド掘進機
は、矩形等の有効断面形成が可能なものであり、従来の
ように円形断面のトンネルとの間に著しい未利用空間が
生じることがなく、構築材料及び発生土砂処分の不経済
が生しることを防止できるものである。

また、ライニング材外周に改良土を充填できるようにし
たので、この部分はライニング材の一部として外力を分
担し、ライニング材の軽減化を図ることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の有効断面形成シールド掘進機の１実施
例を示す縦断側面図、第２図、第３図は施工されるトン
ネル形状を示す説明図である。 ■・・・円筒鋼殻　　　　　１ａ・・・テール部２・・
・カッターホイール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）前面にカッターホィールを配置したシールド掘進
   機で、シールド掘進機本体を構成する円筒鋼殻のテール
   部内側に有効断面用鋼殻を同心的に設け、シールド掘進
   機の推進ジャッキはこの有効断面用鋼殻の内側に配設す
   るとともに、円筒鋼殻と有効断面用鋼殻間にジャッキに
   よる押出し転圧装置の転圧板を介在させ、同じく円筒鋼
   殻と有効断面用鋼殻間で該転圧板の後方に前記カッター
   ホィール後方のチャンバから取り入れた土砂を搬送する
   土砂搬送装置の送出口を開口したことを特徴とする有効
   断面形成シールド掘進機。
2. （２）土砂搬送装置は、チャンバに開口する掘削土取込
   装置と、この掘削土取込装置から土砂を受け入れる混合
   プラントと、混合プラントから円筒鋼殻と有効断面用鋼
   殻間に改良土を送出す改良土圧入装置とからなる請求項
   第１項記載の有効断面形成シールド掘進機。