JPH04360986A - シールド機の地中接合方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地表部からのアクセ
スが困難な大深度の長距離地下鉄や道路、共同溝などを
構築するシールド工法、又は海底区間が長く、しかも海
面の占有が不可能なルートによる海底横断トンネルなど
を構築する長距離シールド工法の施工において実施され
る、シールド機同士の地中における水平方向の接合方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド機の地中接合の方法、技
術は、既にいくつか公知に属する（例えば特開昭６２−
２８８２９８号、特開昭６３−１６７８９５号公報など
を参照）。シールド機の地中接合方法を精度良く、経済
的に実施できれば、立坑を省略でき、長距離シールド工
法の施工を楽に経済的に行なえる。また、長距離の海底
横断シールド工法も、海底下の地中接合方法を実施する
ことによって安全に、経済的に施工できる。このような
次第で、現在、シールド機の地中接合に関する技術的ニ
ーズは増加しており、研究が進められている。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】シールド機の地中接
合方法に関しては、現在のところ、凍結工法併用の地中
接合方法が唯一信頼性のある実用化技術と考えられてい
る。しかし、この地中接合方法は地盤の凍結に長時間を
要し、凍結費用も高価なので、工期、コストの面からみ
て一般的に利用できる技術とは言い難い。

【０００４】その他の上記特開昭６２−２８８２９８号
、特開昭６３−１６７８９５号公報記載の接合方法を縦
覧しても、前記凍結工法併用の地中接合方法にとって代
るだけの確立された技術は未だ完成されていないので、
この点が本発明の解決すべき課題になっている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するための手段として、第１の発明に係るシールド機
の地中接合方法は、図面に実施例を示したとおり、地中
で接合される２台のシールド機は、一方が拡径ビット３
を備えた拡径接合用シールド機１で、他方は拡径ビット
を有しない通常型シールド機２とし、まず拡径接合用シ
ールド機１が接合計画線４の手前数ｍの位置から拡径ビ
ット３による拡径の前進掘削を行ないながらそのまま接
合計画線４の位置を超えて数ｍまで拡径掘削を行なう。 次に前記拡径掘削部５に泥水と置換しながら水中コンク
リート６を打設する。前記コンクリート６が強度を発現
した後に、他側から通常型シールド機２により前記コン
クリート塊６を接合計画線４の位置まで通常径の前進掘
削を行ないシールド機同士の接合を達成することを特徴
とする（図１）。

【０００６】第２の発明は、やはり一方が拡径接合用シ
ールド機１で、他方が通常型シールド機２とし、前記拡
径接合用シールド機１が接合計画線４を数ｍ超えた位置
から拡径の後退掘削を行ない、かくして形成した拡径掘
削部５に打設され強度を発現したコンクリート塊６を、
他側から通常型シールド機２が通常径による前進掘削を
接合計画線４の位置まで行ない地中接合を達成する方法
である（図２）。

【０００７】第３の発明は、２台とも拡径接合用シール
ド機１Ａ、１Ｂとし、一方の拡径接合用シールド機１Ａ
が接合計画線４の手前数ｍの位置から同接合計画線４を
超えて数ｍまで前進の拡径の前進掘削を行ない、接合計
画線４の位置まで後退した後にその拡径掘削部５へコン
クリート打設を行ない、次に他側の拡径接合用シールド
機１Ｂがやはり拡径ビット３による拡径の前進掘削を接
合計画線４の位置まで行ない、そのままの位置で拡径掘
削部５にコンクリート６を打設して地中接合を達成する
方法である（図３）。

【０００８】第４、５の発明は、やはり２台とも拡径接
合用シールド機１Ａ、１Ｂとし、一方の拡径接合用シー
ルド機１Ａが接合計画線４の位置から手前数ｍまで拡径
の後退掘削を行ない、その拡径掘削部５に水中コンクリ
ート６の打設を行ない、そのコンクリート６が強度を発
現した後に、当該コンクリート塊６を再び接合計画線４
の位置まで通常径の前進掘削をする段階までは共通する
。つづいて他方の拡径接合用シールド機１Ｂが拡径ビッ
ト３による拡径の前進掘削を接合計画線４の位置まで行
ない、その位置でコンクリート６を打設するのが第４の
発明（図４）であり、逆に接合計画線４の位置から拡径
の後退掘削を行ない、その拡径掘削部５にコンクリート
６を打設して地中接合を達成する方法が第５の発明であ
る。

【０００９】

【作用】拡径ビット３を備えた拡径接合用シールド機１
又は１Ａと１Ｂがそれぞれ地中で出会う接合計画線４の
位置に、通常掘削径よりも半径にして１〜２ｍ程度大き
い拡径掘削をして、拡径掘削部５を形成し、そこに打設
された水中コンクリートのコンクリート塊６をくり抜い
た形で２台のシールド機の地中接合を達成するから、く
り抜かれたコンクリート塊６の筒状体が地中接合部の補
強殻及び止水壁として働く。また、地中で出会う２台の
シールド機が相互に多少位置ずれを生じても、前記拡径
掘削部５に打設されたコンクリート塊６の層厚の範囲で
前記位置ずれを安全に吸収可能である。

【００１０】

【実施例】次に、図示した本発明の実施例を説明する。 図１Ａは地中で水平に接合される２台のシールド機１と
２が接合計画線４の近辺に接近した段階を示している。 ２台のシールド機は共に泥水加圧式シールド機であるが
、図中右側のシールド機１は、カッターヘッド部の外周
部に、通報掘削径よりも半径にして１ｍ〜２ｍも大きい
拡径掘削を可能にする拡径ビット３を備えた拡径接合用
シールド機である。同左側のシールド機２は、前記拡径
ビットを有さない通常型シールド機である。図１Ａにお
いて、右側の拡径接合用シールド機１は、接合計画線４
の手前２ｍの位置から、拡径ビット３を使用した拡径の
前進掘削を開始した段階を示している。その間、左側の
通常型シールド機２は、接合計画線４の手前数ｍの位置
に到達して待機する。

【００１１】図１Ｂは右側の拡径接合用シールド機１に
よる拡径の前進掘削が接合計画線４の位置を超えて進ん
だ段階を示し、図１Ｃは前記拡径の前進掘削が接合計画
線４の位置を超えて３ｍまで進んだ段階で前記拡径ビッ
ト３を収納せしめ、シールド機１を接合計画線４の位置
まで後退させた状態を示している。つまり、拡径掘削部
５の長さは５ｍである。前記シールド機１の後退の過程
で、又は図１Ｃのように後退しきった位置において、シ
ールド機側の上部から拡径掘削部５に連通する泥水管７
を通じて泥水を排除しながら、他方、シールド機側の下
部から拡径掘削部５に連通するコンクリート管８を通じ
て水中コンクリート６が打設される。

【００１２】なお、上記拡径接合用シールド機１による
拡径掘削部５の掘削時又は同拡径掘削部５へ泥水置換の
方法でコンクリートを打設する時に、周辺地盤の安定性
に不安がある場合には、予め事前に水ガラス系注入材等
による薬液注入によって拡径掘削部５の周辺地盤の改良
補強を行なうのが好ましい。この点は以下に述べる各実
施例にも共通する事項である。

【００１３】図１Ｄは上記の各工程の間待機していた左
側の通常型シールド機２が、前記のようにして打設され
た水中コンクリート６が所定の強度を発現した後に通常
径の前進掘削を開始して、構築されたコンクリート塊６
を掘削して接合計画線４の位置に到達し、右側の拡径接
合用シールド機１と出会った状態を示している。このあ
との手順としては、双方のシールド機１、２のカッター
フェイス構造部分を解体し、さらに両者の間に残存して
いる厚さおよそ１ｍのコンクリート壁を破壊し除去する
ことによってシールドトンネルが貫通される。その後、
各シールド機外殻体の内側に２次覆工を施工して地中接
合の工事は完成する。

【００１４】なお、前記シールドトンネルを貫通させる
工事に際して、地下水の出水を止める止水性に不安のあ
るときは、各シールド機外殻体の外周及び二つのカッタ
ーフェイス間のコンクリートに、例えばタックス（登録
商標）の如き止水性の優れた止水材の２次注入を事前に
行なって対処する。この点も以下に述べる各実施例に共
通する事項である。

【００１５】

【第２の実施例】図２の実施例においても、図中右側の
シールド機１は半径にして１ｍ〜２ｍも大きい拡径掘削
を可能にする拡径ビット３を備えた拡径接合用シールド
機であり、同左側のシールド機２は拡径ビットを有さな
い通常型シールド機である。図２Ａにおいて、右側の拡
径接合用シールド機１は、拡径ビットを使用しない通常
径の前進掘削が接合計画線４の位置を超えて進んだ段階
を示している。その間、左側の通常型シールド機２は、
接合計画線４の手前数ｍの位置に到達して待機している
。

【００１６】図２Ｂは、右側の拡径接合用シールド機１
による通常径の前進掘削が接合計画線４の位置を超えて
約２．５ｍまで進んだ段階で当該シールド機１が具備し
ている拡径ビット３を突き出させ、拡径の後退掘削とし
てシールド機１を接合計画線４の位置よりも手前約２．
５ｍまで後退させ拡径掘削部５の形成を完成した状態を
示している。つまり、拡径掘削部５の長さは５ｍである
前記シールド機１の後退掘削の過程で、又は図１Ｂのよ
うに後退しきった位置において、シールド機側から拡径
掘削部５に連通する泥水管を通じて泥水を排除しながら
、他方、シールド機側の下部から拡径掘削部５に連通す
るコンクリート管を通じて水中コンクリート６が打設さ
れる。

【００１７】図２Ｃは、前記のようにして打設したコン
クリート６が強度を発現した後に、同じ右側のシールド
機１が拡径ビット３を収納した通常径の前進掘削として
コンクリート塊６を接合計画線４の位置まで掘進した状
態を示している。図２Ｄは上記の各工程の間待機してい
た左側の通常型シールド機２が、前記のようにして構築
されたコンクリート塊６を前進掘削して接合計画線４の
位置に到達し、右側の拡径接合用シールド機１と出合っ
た状態を示している。このあと、双方のシールド機１、
２のカッターフェイス構造部分を解体し、さらに両者の
間に残存している厚さ約１ｍのコンクリート壁を破壊し
除去することによりシールドトンネルを貫通させる工程
などは、上記第１の実施例と同じである。

【００１８】

【第３の実施例】図３の実施例では、両側の２台のシー
ルド機１Ａ、１Ｂは共に通常掘削径よりも半径にして１
ｍ〜２ｍも大きい拡径掘削を可能にする拡径ビット３を
備えた拡径接合用シールド機である。勿論、泥水加圧式
シールド機でもある。図３Ａは、右側の拡径接合用シー
ルド機１Ａが、接合計画線４の手前約２．５ｍの位置か
ら拡径ビット３を使用した拡径の前進掘削を開始した段
階を示している。このとき左側のシールド機１Ｂは、接
合計画線４の手前数ｍの位置に到達して待機する。

【００１９】図３Ｂは右側の拡径接合用シールド機１Ａ
による拡径の前進掘削が接合計画線４の位置を超えて約
１ｍ進んだ段階を示している。図３Ｃは前記図３Ｂの段
階で拡径ビット３を収納せしめ、当該シールド機１Ａを
接合計画線４の位置まで後退させた状態を示している。 前記シールド機１Ａの後退の過程で、又は図３Ｃのよう
に後退しきった位置において、シールド機側の上部から
拡径掘削部５に連通する泥水管７を通じて泥水を排除し
ながら、他方、シールド機側の下部から拡径掘削部５に
連通するコンクリート管８を通じて水中コンクリート６
が打設される。

【００２０】図３Ｄは、前記のようにして打設された水
中コンクリート６が所定の強度を発現した後に、上記の
各工程の間待機していた左側の拡径接合用シールド機１
Ｂが、接合計画線４の手前約２．５ｍの位置から拡径ビ
ット３を使用した拡径の前進掘削を開始し、上記のよう
にして構築されたコンクリート塊６も掘削して接合計画
線４の位置に到達し、右側の拡径接合用シールド機１Ａ
と出会った状態を示している。このあと、やはり当該シ
ールド機１Ｂの泥水管７とコンクリート管８を使用した
泥水置換の方法で拡径掘削部５の中に水中コンクリート
６が打設される。このコンクリート６が強度を発現した
後に、双方のシールド機１Ａ、１Ｂのカッターフェイス
構造部分を解体し、さらに両者の間に残存している厚さ
およそ１ｍのコンクリート壁を破壊し除去することによ
ってシールドトンネルが貫通される。さらに各シールド
機外殻体の内側に２次覆工を施工して地中接合の工事が
完成される。

【００２１】

【第４の実施例】図４の実施例も、両側のシールド機１
Ａと１Ｂは共に通常掘削径よりも半径にして１ｍ〜２ｍ
も大きい拡径掘削を可能にする拡径ビット３を備えた拡
径接合用シールド機であり、泥水加圧式シールド機でも
ある。図４Ａは、右側の拡径接合用シールド機１Ａが、
拡径ビットを使用しない通常径の前進掘削を接合計画線
４の位置まで進めた段階を示している。その間、左側の
シールド機１Ｂは、接合計画線４の手前数ｍの位置に到
達して待機している。

【００２２】図４Ｂは、右側の拡径接合用シールド機１
が、接合計画線４の位置から、当該シールド機１Ａが具
備している拡径ビット３を突き出させた拡径の後退掘削
を行ない、接合計画線４の位置より手前約３ｍまで後退
掘削をして拡径掘削部５を形成した状態を示している。 前記シールド機１Ａの後退掘削の過程で、又は図４Ｂの
ように後退しきった位置において、シールド機側から拡
径掘削部５に連通する泥水管を通じて泥水を排除しなが
ら、他方、シールド機側の下部から拡径掘削部５に連通
するコンクリート管を通じて水中コンクリート６が打設
される。

【００２３】図４Ｃは、前記のようにして打設したコン
クリート６が強度を発現した後に、右側のシールド機１
Ａが拡径ビット３を収納した通常径の前進掘削としてコ
ンクリート塊６を接合計画線４の位置まで掘進した状態
を示している。図４Ｄは前記のようにして打設された水
中コンクリート６が所定の強度を発現した後に、上記の
各工程の間待機していた左側の拡径接合用シールド機１
Ｂが、接合計画線４の手前約２．５ｍの位置から拡径ビ
ット３を使用した拡径の前進掘削を開始し、上記のよう
にして構築されたコンクリート塊６も掘削して接合計画
線４の位置に到達し、右側の拡径接合用シールド機１Ａ
と出会った状態を示している。このあと、当該シールド
機１Ｂの泥水管７とコンクリート管８を使用した泥水置
換の方法で拡径掘削部５中に水中コンクリート６が打設
される。このコンクリート６が強度を発現した後に、双
方のシールド機１Ａ、１Ｂのカッターフェイス構造部分
を解体し、さらに両者の間に残存している厚さ約１ｍの
コンクリート壁を破壊し除去することによってシールド
トンネルが貫通される。さらに各シールド機外殻体の内
側に２次覆工を施工して地中接合の工事が完成される。

【００２４】

【第５の実施例】図５の実施例は、右側の拡径接合用シ
ールド機１Ａが接合計画線４の位置から後退の拡径掘削
を行ない、コンクリートを打設し、コンクリート塊６を
完成した後、そのコンクリート塊６を通常径の前進掘削
で接合計画線４の位置に到達する段階（図５Ｃ）までは
、上記第４実施例の図４Ｃまでの工程と共通する。本実
施例はその後の工程が次のように異なる。左側の拡径接
合用シールド機１Ｂは、拡径ビットを使用しない通常径
の前進掘削を接合計画線４の位置まで行なう。そして、
接合計画線４の位置からは図５Ｃのように拡径ビット３
を使用した拡径の後退掘削を開始する。

【００２５】図５Ｄは、前記拡径の後退掘削が接合計画
線４の位置より手前側約２．５ｍまで進んだ段階を示し
ている。そして、前記シールド機１Ｂの後退掘削の過程
で、又は図５Ｄのように後退しきった位置において、シ
ールド機側の上部から拡径掘削部５に連通する泥水管を
通じて泥水を排除しながら、他方、シールド機側の下部
から拡径掘削部５に連通するコンクリート管を通じて水
中コンクリート６が打設される。

【００２６】図５Ｅは、前記のようにして打設された水
中コンクリート６が所定の強度を発現した後に、左側の
シールド機１Ｂは拡径ビット３を使用しない通常径の前
進掘削を開始し、構築されたコンクリート塊６を掘進し
て接合計画線４の位置に到達し、右側の拡径接合用シー
ルド機１Ａと出会った状態を示している。このあと、双
方のシールド機１Ａ、１Ｂのカッターフェイス構造部分
を解体し、さらに両者の間に残存している厚さおよそ１
ｍのコンクリート壁を破壊し除去することによってシー
ルドトンネルが貫通されることは、上記の各実施例と同
じ手順である。

【００２７】

【本発明が奏する効果】本発明に係るシールド機の地中
接合方法によれば、現在の凍結工法を併用した地中接合
方法と同程度の信頼性を確保しながらも、工期を著しく
短縮できる上に、著しく簡易な施工装備によって施工性
の良い実施ができ、大幅なコストダウンも図れる。また
、地中接合される２台のシールド機の位置ずれに関して
も、許容範囲の広い実施ができ融通性に富むので、長距
離シールド工法の容易で経済的な実施に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａ〜Ｄは第１実施例の施工要領図である。

【図２】Ａ〜Ｄは第２実施例の施工要領図である。

【図３】Ａ〜Ｅは第３実施例の施工要領図である。

【図４】Ａ〜Ｄは第４実施例の施工要領図である。

【図５】Ａ〜Ｅは第５実施例の施工要領図である。

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ　　　　拡径接合用シールド機２　　　
　通常型シールド機 ３　　　　拡径ビット ４　　　　接合計画線 ５　　　　拡径掘削部 ６　　　　コンクリート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　地中で接合される２台のシールド機は
   、一方が拡径ビットを備えた拡径接合用シールド機で、
   他方は拡径ビットを有しない通常型シールド機とし、ま
   ず拡径接合用シールド機が接合計画線の手前数ｍの位置
   から拡径ビットによる拡径の前進掘削を行ないながらそ
   のまま接合計画線の位置を超えて数ｍまで拡径掘削を行
   ない、次に前記拡径接合用シールド機は接合計画線の位
   置まで後退させ、前記拡径掘削部に泥水と置換しながら
   水中コンクリートを打設し、前記コンクリートが強度を
   発現した後に、他側から通常型シールド機が前記コンク
   リート塊を接合計画線の位置まで通常径の前進掘削を行
   ないシールド機同士の接合を達成することを特徴とする
   、シールド機の地中接合方法。
2. 【請求項２】　　地中で接合される２台のシールド機は
   、一方が拡径ビットを備えた拡径接合用シールド機で、
   他方は拡径ビットを有しない通常型シールド機とし、ま
   ず拡径接合用シールド機が拡径ビットを使用しない通常
   径の前進掘削を接合計画線の位置を超えて数ｍまで行な
   い、次には拡径ビットを使用した拡径の後退掘削を接合
   計画線より手前側数ｍまで行ない、前記拡径掘削部に泥
   水と置換しながら水中コンクリートを打設し、前記コン
   クリートが強度を発現した後に、前記拡径接合用シール
   ド機は前記コンクリート塊を接合計画線の位置まで通常
   径の前進掘削を行ない、次に他側から通常型シールド機
   が前記コンクリート塊に接合計画線の位置まで通常径の
   前進掘削を行ないシールド機同士の接合を達成すること
   を特徴とする、シールド機の地中接合方法。
3. 【請求項３】　　地中で接合される２台のシールド機は
   共に拡径ビットを備えた拡径接合用シールド機とし、ま
   ず一方の拡径接合用シールド機が接合計画線の手前数ｍ
   の位置から拡径ビットによる拡径の前進掘削を行ないな
   がらそのまま接合計画線の位置を超えて数ｍまで拡径掘
   削を行ない、次に前記拡径接合用シールド機を少なくと
   も接合計画線の位置まで後退させ、前記拡径掘削部に泥
   水と置換しながら水中コンクリートを打設し、前記コン
   クリートが強度を発現した後に、他方の拡径接合用シー
   ルド機が接合計画線の手前数ｍの位置から前記コンクリ
   ート塊を接合計画線の位置まで拡径の前進掘削を行ない
   、その拡径掘削部に泥水と置換しながらコンクリートを
   打設しシールド機同士の接合を達成することを特徴とす
   る、シールド機の地中接合方法。
4. 【請求項４】　　地中で接合される２台のシールド機は
   共に拡径ビットを備えた拡径接合用シールド機とし、一
   方の拡径接合用シールド機が拡径ビットを使用しない通
   常径の前進掘削を接合計画線の位置まで行ない、次には
   拡径ビットを使用した拡径の後退掘削を接合計画線より
   手前側数ｍまで行ない、前記拡径掘削部に泥水と置換し
   ながら水中コンクリートを打設し、前記コンクリートが
   強度を発現した後に、前記拡径接合用シールド機が前記
   コンクリート塊を接合計画線の位置まで通常径の前進掘
   削を行ない、次に他方の拡径接合用シールド機が接合計
   画線の手前数ｍの位置から拡径ビットを使用した拡径の
   前進掘削を接合計画線の位置まで行ない、その拡径掘削
   部へコンクリートを打設しシールド機同士の接合を達成
   することを特徴とする、シールド機の地中接合方法。
5. 【請求項５】　　地中で接合される２台のシールド機は
   共に拡径ビットを備えた拡径接合用シールド機とし、一
   方の拡径接合用シールド機が拡径ビットを使用しない通
   常径の前進掘削を接合計画線の位置まで行ない、次には
   拡径ビットを使用した拡径の後退掘削を接合計画線より
   手前側数ｍまで行ない、前記拡径掘削部に泥水と置換し
   ながら水中コンクリートを打設し、前記コンクリートが
   強度を発現した後に、前記拡径接合用シールド機によっ
   て前記コンクリート塊を接合計画線の位置まで通常径の
   前進掘削を行ない、次に他方の拡径接合用シールド機が
   前記接合計画線の位置まで拡径ビットを使用しない通常
   径の前進掘削を行ない、拡径ビットを使用した拡径の後
   退掘削を接合計画線の手前数ｍまで行ない、前記拡径掘
   削部に泥水と置換しながらコンクリートの打設を行ない
   、そのコンクリートが強度を発現した後、そのコンクリ
   ート塊を前記拡径接合用シールド機が拡径ビットを使用
   しない通常径の前進掘削を接合計画線の位置まで行ない
   シールド機同士の接合を達成することを特徴とする、シ
   ールド機の地中接合方法。