JPH04293894A - 分岐トンネル掘削用シールド掘削機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複線地下鉄道のような並
設トンネルを大断面のトンネルから分岐させるようにし
て掘削し得る分岐トンネル用シールド掘進機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、地下鉄道の駅部トンネルのよ
うな広い空間から複線鉄道を敷設するための分岐トンネ
ルを掘削するには、まず、単独のシールド掘削機による
単線並列シールド工法によって所定間隔を存した並列ト
ンネルを掘削し、その掘削トンネル壁面をセグメント覆
工したのち、これらのトンネル覆工の対向上部間の地中
に、一方の立坑から他方の立坑に向かって鋼管矢板を順
次その側端面同士を接続させながら多数本打ち込んで上
方壁部を形成し、しかるのち、両トンネルの対向側面部
の覆工を撤去し、前記上方壁部の下方空間を掘削してそ
の掘削部分に駅部を施工する。そして、この駅部の両側
部から再び単独のシールド掘削機を一定間隔を存した状
態で所望方向に掘進させることによって該駅部に連通す
る複線鉄道の分岐トンネルを築造している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなトンネル施工手段によれば、駅部トンネル等の大
断面トンネルを築造する場合、単線並列シールド工法に
よって並設トンネルを掘削したのち、両トンネル間に上
方壁部を形成するものであるから、トンネル掘削から駅
部等の構築に至るまでの工期に長期間を要して工費が高
騰し、不経済であるばかりでなく、上方壁部は地中に多
数の鋼板矢板を打ち込むことによって形成するものであ
るから、その作業が煩雑で能率が悪く、しかも精度のよ
い上方壁部を形成することが困難である。

【０００４】さらに、両側のトンネル覆工と上方壁部の
両側端との接合性が悪くて、止水性の点においても問題
が生じる虞れがある。また、このような駅部等の大断面
トンネルの両側部からシールド掘削機を推進させて分岐
トンネルを築造する場合、大断面トンネルと分岐トンネ
ルとの覆工作業が連続的に能率良く行えず、施工性や精
度の点で問題がある。本発明はこのような問題点を解消
し得る分岐トンネル掘削用シールド掘削機の提供を目的
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の分岐トンネル掘削用シールド掘削機は、中
央シールド機体の両側に内外二重シールド機体を一体に
配設し、該内外二重シールド機体の内側シールド機体部
を外側シールド機体部から単独的に掘進させるように構
成したことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】中央シールド機体とその両側の内外二重シール
ド機体とを一体に掘進させることによって、これらの機
体の全断面形状に等しい大断面のトンネルを掘削する。 所望長さの大断面トンネルを掘削したのち、両側の内外
二重シールド機体のうち、内側シールド機体部のみをそ
れぞれ単独的に推進させることによって分岐トンネルが
掘削される。大断面トンネルの覆工に連なる分岐トンネ
ルの覆工は、外側シールド機体部から内側シールド機体
部が発進する際に、外側シールド機体部のテール部内で
組立てた覆工に内側シールド機体部のテール部で組立て
た覆工を連続させることによって容易かつ能率よく施工
できる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面について説明す
ると、シールド掘削機は、図１〜図３に示すように、中
央シールド機体１の両側に内外二重シールド機体２、２
を一体に並設した構造を有する。中央シールド機体１は
、所望幅と長さを有する平板形状の上下スキンプレート
１ａ、１ｂを上下に所望間隔を存して対設し、その前端
開口中央部に円形のセンターカッタ板３を配設している
と共に該センターカッタ板３の上下に近接し且つ前記ス
キンプレート１ａ、１ｂの内面に沿って外周面に多数の
カッタビット４ａ、４ａ・・・４ａを突設している筒軸
形状の水平補助カッタ４、４を配設してなるものである
。

【０００８】内外二重シールド機体２、２は、前記中央
シールド機体１と一体化している外側シールド機体部５
と、該外側シールド機体部５内に前方に向かって単独的
に推進可能に収納された内側シールド機体部６とからな
る。外側シールド機体部５は前記中央シールド機体１の
上下スキンプレート１ａ、１ｂ間の間隔と同等もしくは
大径で且つ該スキンプレートと略同一長さを有する円筒
形状のスキンプレート５ａの内周側に環状連結部材７に
よって内筒５ｂを一体に連結することによって一定の肉
厚を有するスキンプレート５’を形成し、このスキンプ
レート５’の前端面に該スキンプレート５’の厚みと略
同一幅を有するリング状カッタ８を回転自在に配設した
構造を有する。

【０００９】一方、内側シールド機体部６は、前記外側
シールド機体部５のスキンプレート５’の内周面に円筒
形状のスキンプレート６ａを摺動自在に嵌合し、このス
キンプレート６ａの開口前端に前記中央シールド機体１
のカッタ板３よりも大径の円形カッタ板９を回転自在に
配設し、該カッタ板９の外周面を前記リング状カッタ８
の内周面に摺接させた構造を有する。

【００１０】中央シールド機体１のスキンプレート１ａ
、１ｂの両側端縁は図４に示すように、両側の内外二重
シールド機体２、２の外側シールド機体部５、５のスキ
ンプレート５ａと一体的に固着していると共に、そのス
キンプレート１ａ、１ｂの内面に外側シールド機体部５
のスキンプレート５’の後端面と同一幅のジャッキ取付
フレーム１０を固着してこのフレーム１０の両端をスキ
ンプレート５’に連設し、これらのスキンプレート５’
の後端面とフレーム１０とに所定間隔毎に推進ジャッキ
１１、１１・・・・１１を固定、支持してある。そして
、これらの推進ジャッキ１１のロッド端をセグメント覆
工Ｓの前端面に押圧させて、該推進ジャッキ１１の伸長
によりシールド機全体を前進させるようにしている。

【００１１】又、前記センターカッタ板３はその両側部
を両側のリング状タッタ８の内側背面に重なるようにし
て後方に配設されてあり、その中心軸１２はスキンプレ
ート６ａの前端部内周面に固着している隔壁１３に回転
自在に貫通、支持され、該隔壁１３の背面に装着してい
る駆動モータ１４によって回転駆動される。さらに、内
側シールド機体部６の円形カッタ板９も同様に、その回
転軸筒１６をスキンプレート６ａの前端部内周面に固着
している隔壁１５に回転自在に支持され、該隔壁１５の
背面側に装着している駆動モータ１７によって回転駆動
される。

【００１２】なお、回転軸筒１６は円形カッタ板９の背
面外周部の同心円上に複数本の支持部材１８を突設し、
これらの支持部材１８に一体的固着すると共に隔壁１５
から後方に突出した端部外周面に外歯車１９を固着し、
この外歯車１９に駆動モータ１７の回転軸に固着してい
る小歯車２０を噛合させ、また、駆動モータ１７はスキ
ンプレート６ａの内周面に固着した外側ブラケット２１
に支持されていると共にこの外側ブラケット２１の内周
面複数個所に内側ブラケット２２を突設してこれらのブ
ラケット２２により隔壁１５の中央部を固着、支持した
構造としているが、回転軸筒１６に代えて中心軸とし、
センターカッタ板３と同様な構造に構成してもよい。

【００１３】２３はセンターカータ板３の背面と隔壁１
３との間に形成された土砂取入室、２４は大径の円形カ
ッタ板９の背面と隔壁１５との間に形成された土砂取入
室で、これらの室２３、２４にトンネル内から夫々のス
キンプレート６ａ、６ａ内及び上下スキンプレート１ａ
、１ｂ間の空間部を通じて配設された送、排泥管２５、
２６の先端開口部を隔壁１３、１５を貫通して臨ませて
あり、これらの送、排泥管２５、２６と地上に設置した
土砂分離槽（図示せず）間で泥水を還流させて掘削され
る土砂を地上に排出させるようにしてある。

【００１４】又、内側シールド機体部６の前記円形カッ
タ板９の背面複数個所に、図６に示すようにジャッキ２
７を装着し、そのロッド２８を円形カッタ板９の周壁か
ら出没自在に突設させてロッド端を外側シールド機体部
５のリング状カッタ８の内周面に穿設している係止孔２
９に係脱自在に係止させて、リング状カッタ８が円形カ
ッタ板９と一体的に回転可能にしてある。なお、この円
形カッタ板９と前記センターカッタ板３には公知のよう
に、土砂取り込みスリット３０を放射状に設けていると
共に該スリット３０に沿って多数のカッタービット３１
を突設してある。

【００１５】さらに、内側シールド機体部６のスキンプ
レート６ａの後端部内周面に周設した環状ブラケット３
２に、図４、図６に示すように複数個の分岐シールドジ
ャッキ３３を装着していると共に、外側シールド機体部
５のスキンプレート５’の後端内周面複数個所にストッ
パ部材３４を突設してその前端面で内側シールド機体部
６の後端を受止させ、大断面トンネルの掘削時には内外
二重シールド機体２として一体に推進可能としてある。

【００１６】３５、３６は中央シールド機体１と内外二
重シールド機体２とのテール部内に夫々配設したエレク
タである。なお、中央シールド機体１の上下スキンプレ
ート１ａ、１ｂの内面に沿って配設している前記水平補
助カッタ４、４は、図５に示すようにその両端軸部を対
向する外側シールド機体部５のスキンプレート５’、５
’の対向面に回転自在に支持され、スキンプレート５’
内に配設している駆動モータ（図示せず）によって回転
駆動される。

【００１７】このように構成したので、駆動モータ１４
を駆動するとセンターカッタ板３が回転し、又、上下の
水平補助カッタ４、４も駆動モータによって回転させる
と共に両側の内外二重シールド機体２、２における内側
シールド機体部６の大径円形カッタ９を駆動モータ１７
を駆動することによって回転させ、該カッタ９とジャッ
キ２７のロッド２８を介して連結している外側シールド
機体部５のリング状カッタ８を一体回転させる。

【００１８】一方、スキンプレートのテール部内でエレ
クタ３５、３６を使用して中央シールド機体１の上下ス
キンプレート１ａ、１ｂの内面と該内面の両側端に連な
る内外二重シールド機体２、２のスキンプレート５’に
おける内筒５ｂから適宜長さ突出したスキンプレート５
ａの内面とに沿ってセグメントＳを組立て、このセグメ
ント覆工Ｓの前端面に推進ジャッキ１１のロッド端を受
止させ、該推進ジャッキ１１を伸長させると、シールド
掘削機が前進して両側の内外二重シールド機体２、２の
大径円形カッタ板９、９及び該カッタと一体に回転する
リング状カッタ８により円形状の並設トンネル部Ｔ、Ｔ
が掘削される。

【００１９】同時に、これらの内外二重シールド機体２
、２間の地盤は中央シールド機体１のセンターカッタ板
３及び上下水平補助カッタ４、４によって掘削され、並
設トンネル部Ｔ、Ｔを連通させた中央空間部を有する大
断面のトンネルが掘削されることになる。

【００２０】掘削土砂はカッター板背面側の取入室２３
、２４内に取り込まれ、送排泥管２５、２６を還流する
泥水によってトンネル内を通じて地上に設置した土砂分
離槽に排出される。シールド掘削機全体が上記推進ジャ
ッキ１１の作動によって一定長、掘進すると、該推進ジ
ャッキ１１を収縮させたのち、複数のセグメントをトン
ネル内壁面に沿うように上述したようにテール部内で周
方向に組立て、この作業を装置全体の一定長さの掘進毎
に繰り返し行うことによって、前記大断面形状を有する
トンネルを所望長さ築造し、セグメント覆工Ｓの施工後
に２次覆工及び隔壁、柱等の築造を行って複線地下鉄道
を有する駅部等を形成する。

【００２１】こうして、所定長さの駅部等の覆工された
大断面トンネルを築造したのち、次にこのトンネルの前
端両側部から分岐トンネルを形成する場合、まず、中央
シールド機体１のセンターカッタ板３及び上下水平補助
カッタ４、４の駆動を停止させると共に内側シールド機
体部６の円形カッタ板９に配設しているジャッキ２７の
ロッド２８を収縮させてリング状カッタ８の係止孔２９
から離脱させる。

【００２２】さらに、図７に示すように、内側シールド
機体部６のスキンプレート６ａの後端に、後端内周面に
シール３７を設けている適宜長さの筒状テール部６ｂを
継ぎ足すと共に、前記並設トンネルＴ、Ｔの開口端を円
形状にセグメント覆工してその前端面に内周面に向かっ
て肉厚に形成した中間セグメント覆工Ｓａを組立て、次
いで該中間セグメント覆工Ｓａの前端面に前記テール部
６ｂ内で小径のセグメント覆工Ｓｂを組立てる。

【００２３】しかるのち、内外二重シールド機体２にお
ける内側シールド機体部６の円形カッタ板９を回転させ
ると共に分岐シールドジャッキ３３のロッド端を前記セ
グメント覆工Ｓｂの前端面に受止させ、該ジャッキ３３
を伸長させると、内側シールド機体部６、６が外側シー
ルド機体部５から抜け出るように前進し、その前方の地
盤を掘進する。

【００２４】掘削土砂は円形カッタ板９の背面側の土砂
取入室２４内に取り込まれ、送排泥管２５、２６を還流
する泥水によってトンネル内を通じて地上に設置した土
砂分離槽に排出される。こうして、一定長さのトンネル
を掘削すると、該ジャッキ３３を収縮させたのち、複数
のセグメントをトンネル内壁面に沿うようにテール部６
ｂ内で周方向に組立て、この作業を一定長さの掘進毎に
繰り返し行うことによって、所望長さの分岐トンネルＴ
ａ、Ｔａを築造するものである。

【００２５】なお、本発明は上記のような泥水還流式土
砂排出手段を用いた密閉型シールド掘進機に限定される
ことなく、スクリューコンベア等の適宜の土砂排出手段
を備えたシールド掘進機にも採用し得ることは勿論であ
り、さらに、内外二重シールド機体２、２を左右に並設
する以外に上下方向に並設して地下鉄道等を築造するこ
ともでき、又、地下鉄道以外に地下道路や地下街の一部
等の築造にも使用することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明の並設トンネル掘削
用シールド掘進機によれば、中央シールド機体の両側に
内外二重シールド機体を一体に配設し、該内外二重シー
ルド機体の内側シールド機体部を外側シールド機体部か
ら単独的に掘進させるように構成しているので、中央シ
ールド機体とその両側の内外二重シールド機体とを一体
に掘進させることによって、これらの機体の全断面形状
に等しい大断面のトンネルを円滑に掘削することができ
る。

【００２７】さらに、両側の内外二重シールド機体のう
ち、内側シールド機体部のみをそれぞれ単独的に推進さ
せることによって上記大断面トンネルの掘削端の両側か
ら分岐トンネルを連続的に掘削していくことができ、そ
の上、外側シールド機体部により掘削されたトンネル内
周面に施工するセグメント覆工と該内側シールド機体部
で掘削されたトンネル内周面に施工するセグメント覆工
とを容易且つ精度よく連続させることができ、分岐トン
ネルの施工作業が能率よく行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】施工状態を示す全体の斜視図、

【図２】シール
ド掘削機の正面図、

【図３】その簡略断面図、

【図４】推進ジャッキ装着部分の断面図、

【図５】簡略
縦断正面図、

【図６】内外二重シールド機体の縦断側面図、

【図７】
その要部の縦断側面図。

【符号の説明】

１　　中央シールド機体 ２　　内外二重シールド機体 ３　　センターカッタ板 ４　　水平補助カッタ ５　　外側シールド機体部 ６　　内側シールド機体部 ８　　リング状カッタ ９　　大径円形カッタ １１　　推進ジャッキ ３３　　分岐シールドジャッキ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　中央シールド機体の両側に内外二重シ
   ールド機体を一体に配設し、該内外二重シールド機体の
   内側シールド機体部を外側シールド機体部から単独的に
   掘進させるように構成したことを特徴とする分岐トンネ
   ル掘削用シールド掘削機。