JPH0452394A - シールドトンネルの地中ドッキング工法 - 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、一対のシールド掘進機を互いに対向させて掘
進させ、両シールドトンネルの先端間を地中にて接合さ
せるシールドトンネルの地中ドツキング工法に関する。

（従来の技術） 一般にシールド工法では、１台のシールド掘進機による
掘進長さに限界があり、長いトンネルを施工する場合に
はその限界長さ毎に立坑を掘り、掘進機のカッターを取
り換えるか、別の掘進機を使用して次の立坑まで掘進す
る方法が採られている。

しかし、立坑を小間隔で構築すると、その分だけコスト
高となるため、立坑間の距離を長くし、互いに対向する
向きに一対のシールド掘進機を掘進させ、地中にて両ト
ンネルをドツキングさせる工法が開発されている。

一方、海底トンネル等のような高水圧で地盤の安定度が
低い地盤中において、シールドトンネルを地中ドツキン
グさせる場合には、出水や、地山の崩落の危険が高いと
いう問題があった。

このため、このような地盤中における従来の地中ドツキ
ング方法として、ドツキング部の周囲の地盤を凍結させ
たり、該地盤に薬液を注入したりして固化させることに
より、止水及び地山の崩落を防止する方法や、一方のシ
ールド掘進機の先端に連結筒を突出可能に設けておき、
両シールド掘進機間に掛は渡す方法が開発されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の地盤を凍結させる方法は、凍結完了まで
に長時間と多大の工費を要し、また薬液を注入する方法
では高価な薬液を多量に注入する必要かあるため、経費
を多く要し、しかも地下水の流れがある場合等には充分
な固結が期待できないという問題かあった。

また、連結筒を掛は渡す工法では、連結筒を突出させる
前に両シールド掘進機間の地山を掘削する必要かあり、
地山か極度に不安定な場合には、それ自体では実施でき
ず、凍結法や薬液注入を併用する必要かあるという問題
があった。

本発明は上述の如き各種の従来工法の問題にかんがみ、
低コストで迅速、かつ、安全にドツキングか可能なシー
ルドトンネルの地中ドツキング工法の提供を目的とした
ものである。

（課題を解決するための手段） 上述の如き従来の問題を解決しするための本発明の特徴
は、互いに対向する向きに一対のシールド掘進機を掘進
させ、地中にて両シールド掘進機によるシールドトンネ
ルを互いに連通させるシールドトンネルの地中ドツキン
グ工法において、前記両シールド掘進機の一方のシール
ド掘進機のシールド筒の先端部外周に、該シールド筒の
先端側延長方向に突出自在で、かつ回転駆動でき、先端
にカッタービットを突設したドツキング用シール間を設
けておくとともに、他方のシールド掘進機のシールド筒
先端が前記ドツキング用シール筒内に嵌まり合う形状と
しておき、前記両シールド掘進機を対向配置に接近させ
た後、前記他方のシールド筒の先端部外周に固化剤を注
入して地山を固化させ、前記一方側のシールド掘進機か
ら前記ドツキング用シール筒を回転させて地中を切削さ
せながら前進させ、その先端を他方のシールド掘進機の
シールド筒先端部外周の地山を切削しつつ前進させた後
、両シールド掘進機間を掘削し、互いに連通させること
にある。

（作用） 本発明工法は、両シールド掘進機の軸心を一致させて互
いに接近させ、一方側のドツキング用シール間を回転さ
せながら前進させることにより、そのドツキング用シー
ル間の肉厚分の円筒型溝が切削され、その中を該シール
簡が前進する。シール筒の先端が対向するシールド掘進
機の先端外周に達することにより両シールド簡間にドツ
キング用シール間が掛は渡され、その外側の地山の崩落
が阻止される。

（実施例） 次に本発明の実施の一例を図面について説明する。

第１図〜第３図は、本発明において使用する一方側のシ
ールド掘削機Ａを示している。同図において１０は円筒
状をしたシールド筒であり、１１はセグメント組立装置
、１２はセグメントによる覆工壁、１３は覆工壁に反力
を取ってシールド筒１０を押し出すジヤツキである。

シールドｆ１１０の先端部内には、前後を遮断する隔壁
１４が設けられ、その前方側を掘削混練チャンバー１５
としている。

隔壁１４の中心部には、軸受１６が固定され、この軸受
１６にカッター軸１７が軸方向にスライド自在に軸受さ
れている。

カッター軸１７の先端には、放射状に４本のカッタース
ポーク１８．１８・・・・・・が固定されており、この
各カッタースポーク１８には前面側にカッタービット１
９が、後面側には混練用ビット２ｏが突設されていると
ともに、先端部にはコピーカッター２１か軸方向に出入
自在に設けられ、第２図に示すようにカッタースポーク
１８内の油圧シリンダー２２により出入動作されるよう
になっている。

カッター軸１７の後端は、駆動用架台２３に対し、回転
自在で、かつ、軸方向に移動不能に連結されており、駆
動用架台２３に支持させた油圧モータ２４により回転駆
動されるようになっている。

駆動用架台２３は、シールドＷＪＩＯに対して回転不能
で、かつ、軸方向に移動可能に支持されており、油圧シ
リンダー２５によってカッター軸１７の軸方向に往復動
されるようになっている。

図中２６は掘削土排出装置である。

シールド筒１０の先端部外周には、ドツキング用シール
ｆｒＪ３０がシールドｆ＠１０に対して、その前方延長
方向に移動自在で、かつ、回転自在に設置されている。

このドツキング用シール筒３０は、最も後退した位置に
あるとき、先端がシールド筒１０の先端より長く突出さ
れており、先端周面に切削ビット３１が固定されている
。また、ドツキング用シール筒３０の内面には、少なく
とも軸心対象の２箇所にカッタースポーク係合用の凹？
１！３２．３２・・・・・・が第３図に示すように軸心
方向に間隔を隔てて複数成型されている。そして、カッ
タースポーク１８をドツキング用シール筒３０内に引き
入れ、先端を凹溝３２に対向させた状態でコピーカッタ
ー２１を突出させることにより、凹溝３２内にコピーカ
ッター２１の先端が係合され、この状態でカッタースポ
ーク１８を動作させることにより、ドツキング用シール
筒３０がともに動作されるようになっている。

次に、このように構成されるシールド掘進機を一方側に
使用したシールドトンネルのドツキング工法について説
明する。

第４図（イ）に示すように掘削しようとするトンネルの
両端位置から前述した一方のシールド掘進１ｍＡと、他
方のシールド掘進機Ｂとを対向する向き掘進させる。シ
ールド掘進機Ｂは、ドツキング用シールｆｉ３０の代り
にシールド［１０を先端側に延長させて掘削混練チャン
バー１５を構成させた他は、前述したシールド掘進機Ａ
と同構造のものを使用する。但し、このシールド掘進１
１Ｂは、そのシールド筒１０の少なくとも先端の外径が
前述したドツキング用シール筒３０より小さいものを使
用する。

なお、図において両シールド掘進ｆｉＡ、Ｂの同じ構成
部分には同じ符号を付してその説明を省略する。

この両シールド掘進機Ａ、Ｂを共に掘進させてシールド
トンネルａ、ｂを順次掘削成形する。

このときのシールド掘進機Ａは第４図（イ）に示すよう
にドツキング用シール筒３０を最も後退させた状態でこ
れを回転駆動させることなくシールド筒１０の一部とし
て掘進させる。そして、地中において進路を調製し、予
め定められた位置で両者のシールドｆｒＪｌｏ、１０の
軸心を合わせた状態で互いに接近させる。そして両者の
間に地山３５を残した状態で掘進を停止させる。

次いで、シールド掘進１１Ｂのシールド筒１ｏの先端外
周の地山内に注入ノズル３３により液状の固化剤を注入
し、一部の地山を固化する。シールド掘進機Ａはカッタ
ースポーク１８をドツキング用シールｆｉ３０の先端部
内に引き入れ、先端を凹溝３２に対向させてコピーカッ
ター２１を突出させ、その先端を凹溝３２内に挿入させ
る。この状態でカッタースポーク１８を回転させつつ前
進させる。これによって第４図（ロ）に示すようにドツ
キング用シールｆｉ３０が回転し、地山を切削ピットで
円筒形に切削しつつ前進する。そして、カッタースポー
ク１８用油圧シリンダー２５の１ストロ一ク分前進させ
た後、停止させてコピーカッター２１を引き入れ、カッ
タースポーク１８を引き戻し、コピーカッター２１を突
出させて別の凹溝３２に係合位置を変更し、再度回転駆
動させつつ前進させる。

これを繰り返してドツキング用シール筒３０を前進させ
、その先端を第４図（ハ）に示すように他方のシールド
掘進１ＮＢのシールドＦｊｌＯの先端外周外に到らせ、
先に固化剤注入によって固化したシールド筒先端外周の
固化部３６を切削し、その切削溝に先端を嵌合させる。

このようにしてドツキング用シール筒３０を両シール掘
進１！ｉＡ、Ｂのシールド筒先端間に掛は渡した後、い
ずれかのカッタースポー１８を回転させて残りの未掘削
部分を掘削した後、カッタースポーク及び隔壁等のカッ
ターフレームを取り外し、トンネルａ、ｂを連通させ、
両シールドｆｉｌｏ。

１０及びドツキング用シール筒３０を残してその内側に
覆工を施工する。

（発明の効果） 上述したように本発明のシールドトンネルのドツキング
工法は、一方のシールド掘進機のシールド簡外周から先
端に切削ビットを備えたドツキング用シール筒を回転さ
せつつ前進させ、地山を円筒状に切削しつつ他方のシー
ルド掘進機の先端外周まで延長させ、先に固化剤によっ
て固化した部分を切削して両シールド筒間にドツキング
用シール筒を掛は渡した後、内部に残された地山を掘削
するようにしたことにより、固化用の薬液の使用は、他
方のシールド筒の先端部外周のわずかな部分のみに注入
すればよく、しかも、両シールド筒内は、内部に地山を
残した状態で完全に連結されることとなり、ドツキング
作業か低コストで迅速、かつ、安全に行われることとな
ったものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する一方のシールド掘進機の一例
の断面図、第２図は第１図中のＡ−Ａ線断面図、第３図
はドツキング用シール筒の内面の部分斜視図、第４図（
イ）〜（ハ）はドツキング作業工程の断面図である。 Ａ、Ｂ・・・・・・シールド掘進機、 ａ、ｂ・・・・・・シールドトンネル、１１・・・・・
・セグメント組立装置、１２・・・・・・覆工壁、１３
・・・・・・ジヤツキ、１４・・・・・・隔壁、１５・
・・・・・掘削混練チャンバー、１６・・・・・・軸受
、１７・・・・・・カッター軸、１８・・・・・・カッ
タースポーク、１９・・・・・・カッタービット、２０
・・・・・・混練用ビット、２１・・・・・・コピーカ
ッター、２２・・・・・・シリンダー２３・・・・・・
架台、２４・・・・・・油圧モーター２５・・・・・・
油圧シリンダー ２６・・・・・・掘削土排出装置、３ｏ・旧・・シール
簡、３１・・・・・・切削ビット、３２・・・・・・凹
溝、３３・・・・・・固化剤注入ノズル、３４・・川・
間隙、３５・・・・・・地山。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに対向する向きに一対のシールド掘進機を掘進させ
   、地中にて両シールド掘進機によるシールドトンネルを
   互いに連通させるシールドトンネルの地中ドッキング工
   法において、前記両シールド掘進機の一方のシールド掘
   進機のシールド筒の先端部外周に、該シールド筒の先端
   側延長方向に突出自在で、かつ回転駆動でき、先端にカ
   ッタービットを突設したドッキング用シール筒を設けて
   おくとともに、他方のシールド掘進機のシールド筒先端
   が前記ドッキング用シール筒内に嵌まり合う形状として
   おき、前記両シールド掘進機を対向配置に接近させた後
   、前記他方のシールド筒の先端部外周に固化剤を注入し
   て地山を固化させ、前記一方側のシールド掘進機から前
   記ドッキング用シール筒を回転させて地中を切削させな
   がら前進させ、その先端を他方のシールド掘進機のシー
   ルド筒先端部外周の地山を切削しつつ前進させた後、両
   シールド掘進機間を掘削し、互いに連通させることを特
   徴としてなるシールドトンネルの地中ドッキング工法。