JPH0423995Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、２台のシールド機を貫入リングに
よつて接合するように構成された地中接合型シー
ルド装置における接合部の止水構造に関するもの
である。

「従来の技術」 本出願人は、先に、２台のシールド機を貫入リ
ングによつて接合することによつて、両シールド
機によつてそれぞれ掘削したトンネルを貫通させ
るようにしたシールド・トンネルの地中接合工法
を提供した（特開昭62−258095号）。

第１２図ないし第１５図は、２台のシールド機
すなわち第１のシールド機１と第２のシールド機
２を１組として備えたシールド装置を用いて、上
記の工法を実施している状態を示すものである。
これらの図において符号Giはシールド・トンネ
ルの接合部付近の地山であり、この地山Gi内で
は、第１のシールド機１がカツタ装置１０により
第１のトンネルTaを掘削し、また第２のシール
ド機２がカツタ装置２０によりトンネルTbを掘
削している。そして、トンネルTaの壁面はセグ
メント３ａ，３ａ……によつて１次覆工されてい
るとともに、トンネルTbの壁面はセグメント３
ｂ，３ｂ……によつて一次覆工が行なわれてい
る。

上記の第１のシールド機１は円筒状のスキンプ
レート１ａを有し、その先端部１ｂは外筒１１と
内筒１２とにより二重とされ、それらの外筒１１
と内筒１２および支圧板１５によつて、貫入リン
グ１３が格納される格納室R₁が形成されている。
内筒１２の内側には仕切板１４が設けられ、ま
た、格納室R₁の内部にはその周方向に複数の押
出ジヤツキ１７……が取り付けられ、これらの押
出ジヤツキ１７の基端は支圧板１５の内面に固定
されているとともに、そのロツド１７ａの先端は
貫入リング１３の後面に当接している。また、上
記支圧板１５の後面にはその周方向に複数の推進
ジヤツキ１８……が取り付けられ、これらの推進
ジヤツキ１８のロツド１８ａの先端はセグメント
３ａの側面に当接するようにされている。また、
カツタ装置１０は、内筒１２よりやや小径に形成
されており、その軸体１９が仕切板１４に軸支さ
れているとともに、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１０
ａが設けられている。

一方、第２のシールド機２には、第１のシール
ド機１におけるスキンプレート１ａと同径の円筒
状に形成されたスキンプレート２ａを有し、その
先端部２ｂは前記第１のシールド機１と同様に外
筒２１と内筒２２とにより二重とされていて、こ
れらの外筒２１と内筒２２および支圧板２５とに
より前記貫入リング１３の先端部が挿入される貫
入室R₂が形成されている。内筒２２の内側には
仕切板２４が設けられ、また、スキンプレート２
ａの内側にはリング状の支圧板２３が固定され、
この支圧板２３の後面には負数の推進ジヤツキ２
８，……が取り付けられ、そのロツド２８ａの先
端はセグメント３ｂの側面に当接するようにされ
ている。また、カツタ装置２０は、前記カツタ装
置１０と同様に構成されたカツタ部２０ａと軸体
２９とが設けられている。なお、第１および第２
のシールド機１，２の先端部には、第１３図に示
すように、それぞれ泥土圧入パイプ１６，２６が
配設された構成とされている。

上記の第１、第２のシールド機１，２によつて
トンネルを掘削するには、まず、第１２図に示す
ように、第１のシールド機１を用いて地山Giを
掘削し、壁面にセグメント３ａ，３ａ……の覆工
を行い、これに反力を取つて一方のトンネルTa
を築造していくとともに、第２のシールド機２に
より同様に他方のトンネルTbを築造していく。
そして、第１３図に示すように、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とが所定長さの地山Gi（約30cm〜1m程度）を
残して対向したら、カツタ装置１０，２０の先端
のカツタ部１０ａ，２０ａを短縮させる。次に、
第１４図に示すように、第１のシールド機１の押
出ジヤツキ１７を駆動して、格納室R₁内に格納
されていた貫入リング１３をその先端部が第２の
シールド機２の貫入室R₂内に挿入されるまで押
し出し、この貫入リング１３によつて第１のシー
ルド機１と第２のシールド機２とを接合するとと
もに、それらの間に残されたトンネル接合部の地
山Giを貫入リングによつて外側から覆う。その
後、その地山Giをカツタ装置１０またはカツタ
装置２０により掘削して両トンネルTa，Tbを貫
通させ、続いて、第１５図に示すようにカツタ装
置１０，２０を解体して撤去するともに、仕切板
１４，２４を切り取つて除去し、さらに貫入リン
グ１３の両端部を内筒１２，２２に溶接し、スキ
ンプレート１ａ，２ａの内側の壁面に二次覆工の
厚さを含めたコンクリート３１を打設して接合部
の壁面の覆工を行い、トンネルの接合を完成させ
る。

以上で説明した工法によれば、貫入リング１３
によつて両シールド機１，２を接合した後にその
内側で残りの地山Giを掘削するので、貫入リン
グ１３によつて接合部の土留や止水がなされ、し
たがつて、たとえば接合部周辺の地山を凍結させ
ることによつて土留や止水を行う凍結工法を用い
る場合に比して、工期の短縮や工費の削減を図る
ことができる。

「考案が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記の工法においては、両シー
ルド機１，２の軸心のずれを考慮する必要がある
ことから、第１４図に示されるように貫入リング
１３と格納室R₁および貫入室R₂のそれぞれの内
壁面との間に〓間を確保しておかなければなら
ず、したがつてその〓間を通して地山Ｇ中の地下
水が侵入する恐れがあつて止水性は必ずしも充分
ではなく、その改善が要望されていた。

この考案は、上記の地中接合型シールド装置に
おける接合部の止水性を向上させ、しかも、両シ
ールド機の軸線がずれた場合にあつても止水性を
充分に確保することのできる止水構造を提供する
ことを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この考案は上記の目的を達成するために、貫入
リングの先端部が貫入室内に挿入されたときに、
その貫入リングの先端部の周面と貫入室の内壁面
との間、および貫入リングの後端部の周面と格納
室の内壁面との間にそれぞれ介在して、それらの
間の〓間を貫入リングの全周にわたつてそれぞれ
塞ぐ止水部材を、前記貫入リングの周面または前
記各室の内壁面のいずれか一方に取り付けたこと
を特徴としている。

上記の止水部材は、たとえば水分を吸収したと
きに体積が膨張する高吸水性ゴムや、加熱された
ときに起立して前記貫入リング周面と前記各室の
内壁面の双方に接触する形状に戻る形状記憶合
金、あるいは、ウレタンゴムや、ナイロンブラシ
等によつて形成することが考えられる。

「実施例」 以下、この考案の第１実施例ないし第４実施例
を第１図ないし第１１図を参照して説明するが、
これらの実施例は上述の地中接合型シールド装置
に対して適用されるものであるので、シールド装
置自体についての説明は省略する。

まず、第１図ないし第４図を参照して第１実施
例を説明する。第１図は、第１、第２のシールド
機１，２がそれらの間にわずかな地山Giを残し
て対向した状態を示し、第２図は第１のシールド
機１から貫入リング１３が押し出されて、その先
端部が第２のシールド機２の貫入室R₂内に挿入
された状態を示すものである。

第１図における右側の第１のシールド機１の格
納室R₁内に格納されている貫入リング１３には、
その先端部の内周面と外周面、および後端部の内
周面と外周面に、それぞれ高吸水性ゴムからなる
止水部材４１，４１，４２，４２が貫入リング１
３の全周にわたつて取り付けられている。高吸水
性ゴムは水分に接するとその体積が弾性を損なう
ことなく膨張し得るものである。止水部材４１，
４２はそれぞれベルト状とされていて貫入リング
に接着されているとともに、貫入リング１３の先
端部外周面と後端部内周面に取り付けられている
止水部材４１，４２には後部から前方に向かつて
切り込みが入れられており、また貫入リング１３
の先端部内周面と後端部外周面に取り付けられて
いる止水部材４１，４２には前部から後方に向か
つて切り込みが入れられている。

また、格納室R₁の内壁面、すなわち外筒１１
の内面および内筒１２の外面には、格納室R₁の
前部に位置して一次止水用の止水ブラシ４３，４
３がそれぞれ取り付けられており、これらの止水
ブラシ４３，４３は貫入リング１３の内外両面に
それぞれ接触して、通常の掘進時においてはこれ
らの止水ブラシ４３，４３によつて貫入リング１
３と格納室R₁の内壁面との間の〓間が塞がれる
ようになつている。また、格納室R₁内にはグリ
ースあるいはグリセリン等の充填材４４が充填さ
れていて、この充填材４４によつて止水部材４
１，４２に水分が接触することが防止され、これ
により、通常の掘進時において止水部材４１，４
２が膨張してしまうことを防ぐようにされてい
る。

一方、第１図における左側の第２のシールド機
２の貫入室R₂内には、掘進時に貫入室R₂内に土
砂が侵入することを防止するためのリング部材４
５が配設されている。このリング部材４５には第
２のシールド機２のスキンプレート２ｂの内部に
固定されているジヤツキ（本体の図示は省略）の
ロツド４６が連結されており、このリング部材４
５はそのジヤツキによつて前後方向に移動するこ
とにより、掘進時においては第１図に示すように
貫入室R₂の前部に位置して土砂の侵入を防ぐと
ともに、両シールド機１，２が接合される際には
第２図に示すように貫入室R₂内の奥部に引き込
まれて、貫入リング１３の貫入室R₂内への挿入
を許容するようになつている。このリング部材４
５の内外両周面には、それぞれ上記の止水ブラシ
４３と同様の止水ブラシ４７，４８が取り付けら
れていて、通常の掘進時においてはこれらの止水
ブラシ４７，４８によつてリング部材４５と貫入
室R₂内壁面との間の〓間が塞がれるようになつ
ている。上記の貫入リング１３は、押出ジヤツキ
１７のロツド１７ａによつて押し出されて第２図
に示すようにその先端部が貫入室R₂内に挿入さ
れ（このとき、貫入室R₂内に配設されている上
記のリング部材４５は貫入室R₂の奥部に後退さ
せる）これにより両シールド機１，２が接合され
るが、貫入リング１３の先端部が貫入室R₂内に
挿入されると、その先端部に取り付けられている
止水部材４１，４１は貫入室R₂内の前部に位置
するとともに、貫入リング１３の後端部に取り付
けられている止水部材４１，４２は格納室R₁内
の前部に位置することになる。

そして、第２図中に矢印で示すように接合部に
地下水が侵入してくると、高吸水性ゴムからなる
止水部材４１，４１，４２，４２は大きく膨張し
て貫入リング１３の内外両周面と貫入室R₂およ
び格納室R₁の内壁面との間の〓間を塞ぎ、した
がつて、接合された両シールド機１，２の内部に
地下水が侵入することが有効に防止され、充分な
止水性を確保することができる。しかも、各止水
部材４１，４２には膨張した際に地下水が侵入し
てくる方向に向かつて開くように切り込みが入れ
られているので、止水部材４１，４２は侵入水の
水圧によつて格納室R₁、貫入室R₂の壁面に強く
押し付けられることになり、したがつて、地下水
圧が高い場合にあつても優れた止水性を発揮でき
る。

そして、この第１実施例においては、止水部材
４１，４２として高吸水性ゴムを用いたことによ
つて、両シールド機１，２の軸線がずれている場
合にあつても、止水部材４１，４２は第４図に示
すように〓間の大きさに合わせて膨張し、止水性
が損なわれることがない。

なお、この第１実施例においては、貫入リング
１３が押し出される際に、その先端部に取り付け
られている止水部材４１，４１が止水ブラシ４３
や地山Ｇによつて損傷を受けることを防止するた
めに、第５図に示すようにその止水部材４１，４
１の前部に金属板等からなる保護プレート４９，
４９を傾斜させた状態でそれぞれ取り付けるよう
にしても良い。

以上で第１実施例を説明したが、次に、第６図
および第７図を参照して第２実施例を説明する。
この第２実施例は止水部材として形状記憶合金を
用いた場合の例である。すなわち、貫入リング１
３の外周面の先端部と後端部、および貫入リング
１３の内周面の後端部にはそれぞれ複数（この例
では各５枚）の環状の形状記憶合金からなる止水
部材５０……が取り付けられている。これらの形
状記憶合金からなる止水部材５０……は、基端縁
がそれぞれ貫入リング１３に溶接等によつて固定
されており、通常時においては第６図に示すよう
に互いに重なつた状態で貫入リング１３の周面側
に倒れているが、所定の変態温度にまで加熱され
ると記憶している形状に戻つてそれぞれ第６図中
の矢印方向に起立するようにされているものであ
る。また、貫入室R₂の内側の内壁面にも上記と
同様の形状記憶合金からなる止水部材５１……が
取り付けられていて、この止水部材５１……も、
加熱されることによつて記憶している形状に戻つ
て矢印方向に起立するようにされている。

上記の形状記憶合金からなる止水部材５０……
が取り付けられた貫入リング１３は、各止水部材
５０……，５１……が倒れている状態で押し出さ
れてその先端部が貫入室R₂内に挿入される。そ
して、その後に、両室R₁，R₂内に温水供給管５
２，５３を通して温水を供給して各止水部材５０
……，５１……を変態温度以上に加熱することに
よつて、各止水部材５０……，５１……は速やか
にかつ大きな復元力によつて起立し、貫入リング
１３と両室R₁，R₂内壁面の双方に接触する、こ
れにより貫入リング１３と両室R₁，R₂内壁面と
の間の〓間はそれらの止水部材５０……，５１…
…によつて塞がれて充分な止水性が確保される。
しかも、各止水部材５０……，５１……は、侵入
水によつて両室R₁，R₂の壁面に対して押し付け
られる方向に起立するようにされているから、侵
入水の水圧が高い場合にも充分な止水性を発揮で
きる。

そして、この第２実施例においても、貫入リン
グ１３と各室R₁，R₂との間の〓間の大きさに対
応して形状記憶合金が復元するので、両シールド
機１，２の軸線がずれている場合にあつても充分
に止水性を確保することができる。なお、第６
図、第７図における符号５４，５５は温水の返り
管である。

次に、第８図および第９図を参照して第３実施
例を説明する。この第３実施例は止水部材として
ウレタンゴムを用いた場合の例であり、第８図は
格納室R₁内に格納されている貫入リング１３の
先端部を示す側断面図、第９図は貫入室R₂内に
挿入された貫入リング１３の先端部を示す側断面
図である。

この第３実施例においては、貫入リング１３の
内周面および外周面にそれぞれウレタンゴムから
なる止水部材６０，６０は接着されて取り付けら
れており、これらの止水部材６０，６０は、貫入
リング１３が格納室R₁内に格納されているとき
には第８図に示すように圧縮状態で格納室R₁内
に詰め込まれており、貫入リング１３の先端部が
貫入室R₂内に挿入されたときには、第９図に示
すように貫入室R₂内に詰め込まれるようになつ
ている。なお、図示は省略したが、第１、第２実
施例の場合と同様に、貫入リング１３の後端部に
も内外両周面に上記の止水部材６０と同様に止水
部材が取り付けられていて、それらの止水部材に
よつて貫入リング１３と格納室R₁との間の〓間
が塞がれるようになつている。

この第３実施例においては、高硬度、高弾性を
有し、かつ充分な耐摩耗性を有するウレタンゴム
により、貫入リング１３と両室R₁，R₂との間の
〓間が塞がれて充分な止水性を確保することがで
き、しかも、ウレタンゴムの変形によつて第１、
第２実施例の場合と同様に両シールド機１，２の
軸線のずれにも充分対応できる。

次に、第１０図および第１１図を参照して第４
実施例を説明する。この第４実施例は止水部材と
してパイル状のナイロンブラシを用いた場合の例
である。すなわち、貫入リング１３の内外両周面
にはパイル状に加工されたナイロンブラシからな
る止水部材７０，７０が充分に密な状態で植設さ
れており、その止水部材７０，７０が貫入リング
１３と両室R₁，R₂との間の〓間を塞ぐことによ
つて止水性が確保され、また、ナイロンブラシが
変形することによつて両シールド機１，２の軸線
のずれに対応することが可能である。なお、ナイ
ロンブラシとしてはパイル状のものに限らず、ル
ープ状のものを用いても勿論良い。

以上でこの考案の実施例を説明したが、この考
案は上記の実施例に限定されるものではない。た
とえば、止水部材としては上記の各実施例に示し
たものに限らずその他の材料を用いても良いし、
異種の止水部材を適宜組み合わせて用いても良
い。また、上記の各実施例では、いずれも貫入リ
ングの内周面側および外周面側の双方に止水部材
を介在させるようにしたが、止水部材は少なくと
もいずれか一方の側に取り付ければ良い。しか
し、上記のようにした方が貫入リングの内外で二
重に止水されるのでより効果的であることはいう
までもない。また、止水部材は貫入リングに対し
て取り付けても、貫入室または格納室の内壁面に
対して取り付けても良く、要は、貫入リングによ
つて両シールド機が接合されたときに、貫入リン
グの周面と両室の内壁面との間に〓間が止水部材
が介在してその〓間が塞がれるようにすれば良
い。

なお、第１実施例、第２実施例に示したリング
部材４５は必ずしも設けることはないし、また、
一次止水用の止水ブラシ４３，４７，４８も不要
であれば省略して良い。

「考案の効果」 以上で詳細に説明したように、この考案によれ
ば、貫入リングの先端部の周面と貫入室の内壁面
との間、および貫入リングの後端部の周面と格納
室の内壁面との間に止水部材を介在させてそれら
の間の〓間を塞ぐように構成したから、両シール
ド機が接合された際の接合部の止水性を充分に確
保できるとともに、両シールド機の軸線がずれた
場合にあつても充分に対応することができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１１図はこの考案の実施例を示
すものである。第１図ないし第４図は止水部材と
して高吸水性ゴムを用いた第１実施例を示し、第
１図は貫入リングが押し出される前の状態を示す
側断面図、第２図は貫入リングが押し出された後
の状態を示す側断面図、第３図は高吸水性ゴムか
らなる止水部材が貫入室内で膨張した状態を示す
拡大断面図、第４図は両シールド機の軸心がずれ
ている場合の止水部材の膨張状態を示す拡大断面
図である。第５図はこの第１実施例の他の構成例
を示す側断面図である。第６図および第７図は止
水部材として形状記憶合金を用いた第２実施例を
示し、第６図は貫入リングが押し出される前の状
態を示す側断面図、第７図は貫入リングが押し出
された後の状態を示す側断面図である。第８図お
よび第９図は止水部材としてウレタンゴムを用い
た第３実施例を示し、第８図は貫入リングが押し
出される前の止水部材の状態を示す側断面図、第
９図は貫入室における止水部材の状態を示す側断
面図である。第１０図および第１１図は止水部材
としてナイロンブラシを用いた第４実施例を示
し、第１０図は貫入リングが押し出される前の止
水部材の状態を示す側断面図、第１１図は貫入室
内における止水部材の状態を示す側断面図であ
る。第１２図ないし第１５図はシールド・トンネ
ルの地中接合工法の施工手順を工程順に示す側断
面図である。 R₁……格納室、R₂……貫入室、１……第１の
シールド機、２……第２のシールド機、１３……
貫入リング、４１，４２，５０，５１，６０，７
０……止水部材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 先端部に円筒状の貫入リングが格納される格
   納室を有する第１のシールド機と、先端部に前
   記貫入リングの先端部が挿入される貫入室を有
   する第２のシールド機を１組として備え、それ
   ら第１、第２のシールド機の先端同士を対向さ
   せた状態で前記貫入室内に格納されている貫入
   リングを前方に押し出すことによつて、その貫
   入リングの先端部を前記第２のシールド機の貫
   入室内に挿入することによつて両シールド機を
   地中において接合するように構成された地中接
   合型シールド装置における接合部の止水構造で
   あつて、前記貫入リングの先端部が前記貫入室
   内に挿入されたときに、その貫入リングの先端
   部の周面と前記貫入室の内壁面との間、および
   貫入リングの後端部の周面と前記格納室の内壁
   面との間にそれぞれ介在して、それらの間の〓
   間を貫入リングの全周にわたつてそれぞれ塞ぐ
   止水部材を、前記貫入リングの周面または前記
   各室の内壁面のいずれか一方に取り付けたこと
   を特徴とする地中接合型シールド装置における
   接合部の止水構造。 (2) 前記止水部材は、水分を吸収したときに体積
   が膨張する高吸水性ゴムによつて形成されてい
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の地中接合型シールド装置における接
   合部の止水構造。 (3) 前記止水部材は、加熱されたときに起立して
   前記貫入リング周面と前記各室の内壁面の双方
   に接触する形状に戻る形状記憶合金によつて形
   成されていることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の地中接合型シールド装置
   における接合部の止水構造。 (4) 前記止水部材は、ウレタンゴムによつて形成
   されていることを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の地中接合型シールド装置に
   おける接合部の止水構造。 (5) 前記止水部材は、ナイロンブラシによつて形
   成されていることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の地中接合型シールド装置
   における接合部の止水構造。