JPH0452396A - 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、その分たけコスト
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堀進させ、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
いう問題かあった。

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があるため、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
な固結か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、互いに対向する両シ
ールド掘進機の軸心を正確に一致させる必要かあり、少
しでもすれると連結筒が他方側に嵌まり合わなくなるた
め、施工に田麩か伴うという問題があり、更に連結筒を
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、地山が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閉頭にかんがみ、
低コストで迅速、安全かつ、容易ににドツキングが可能
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
先端に全周にわたって前記ドツキング用シール筒のカッ
タービットによって切削可能な被切削材を一体的に固着
しておき、前記両シールド掘進機が対向配置に接近させ
た後、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
の先端にて他方のシールド掘進機のシールド筒先端の前
記被切削材を切削して、該シールド筒先端と嵌合させた
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略−致させて
互いに接近させ、一方側のドツキング用シール筒を回転
させながら前進させることにより、そのドツキング用シ
ール筒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他方のシー
ルド掘進機のシールド筒の先端に達した後も、更にドツ
キング用シール筒を回転させつつ前進させることにより
、他方のシールド筒先端の切削材がドツキング用シール
筒の断面形状に切削され、その切削溝内に該ドツキング
用シール筒の先端が嵌り込み、両シールド筒間にドツキ
ング用シール筒が掛は渡され、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１１Ａ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。

シールド筒１０の先端部内には、前後を遮断する隔壁１
４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か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か、後面側には混練用ビット２０か突設されていると
ともに、先端部にはコピーカッター２１が軸方向に出入
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ｔｌｌ、ｔ４Ａ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、シールド筒１０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
筒３０がシールド筒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０、ｔ
な、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溝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？１１３２に対向させた状態でコピーカッター２
１を突出させることにより、凹溝３２内にコピーカッタ
ー２１の先端か係合され、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３
０がともに動作されるようになっている。

また、他方のシールド掘進機Ｂは第４図に示すように、
シールド筒１０の先端に前述したドツキング用シールｆ
ｉ３０の内径より小さくした小径部１０ａか成形されて
おり、その小径部１０ａの外面全周に−様な厚さに被切
削材３３か固着されている。この被切削材３３は、掘進
時の地山等に対する摩擦によっては損傷されない強度を
有し、ドツキング用シールＦｊ３０の切削ビット３１に
て容易に切削可能な硬質合成樹脂材料もしくは砲金が使
用される。このシールド掘進機Ｂのその他の部分は前述
したシールド掘進ＩＩＡと同じであり、同一部分には同
一符号を付して説明を省略する。

次に、このように構成されるシールド掘進１１！ＡＢを
両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５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Ｉ！ｌＡ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。

この両シールド掘進１ｍＡ、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、ドツキング用シールＰ
５３０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ｍｉｏ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
者のシールド筒１ｏ、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３４を残した状態
で掘進を停止させる。

次いでカッタースポーク１８をドツキング用シールＦ！
ｉ３０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３
２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５図（ロ）に示すようにドツキング用シ
ールＦｊ３０が回転し、地山を切削ビットで円筒形に切
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
、その先端を他方のシールド掘進機Ｂのシールド簡１０
の先端面に到らせ、更にドツキング用シール筒３０を旋
回させつつ前進させ、他方のシールド掘進機Ｂのシール
ド筒先端外周の被切削材３３を切削させる。これによっ
て第４図（ハ）に示すように、ドツキング用シール筒３
０は被切削材３３に嵌合溝を自ら切削しながらこれに嵌
まり合い、両シールド筒１０．１０間に掛は渡される。

このようにしてドツキング用シール筒３０を両シールド
掘進ｍＡ、Ｂのシールド筒先端間に掛は渡した後、いず
れかのカッタースボ−１８を回転させて残りの未掘削部
分を掘削し、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
ルド簡１０゜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、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に内部に残された
地山を掘削するようにしたことにより、地山の崩落の心
配が全くない状態でドツキング部分の掘削ができ、また
ドツキング用シール筒の先端で他方のシールド筒先端の
被切削材を切削して自らが嵌まり合う渭を成形するもの
であるため、両シールド掘進機の軸心に多少のずれがあ
っても確実な嵌合がなされることとなり、掘進及びドツ
キングのための作業が容易となり、更に、地盤を固化さ
せる薬剤が全く不要となり、ドツキング作業が低コスト
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図は
他方のシールド掘進機の先端部の断面図、第５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・旧・・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、３０・・・・・・シ
ール簡、３１・・・・・・切削ビット、３２・・・・・
・凹溝、３３・・・・・・被切削材、３４・・・・・・
地山。 第４ 図 第１ 図 Δ 第 図（イ） 第 図（ハ）

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
   に全周にわたって前記ドッキング用シール筒のカッター
   ビットによって切削可能な被切削材を一体的に固着して
   おき、前記両シールド掘進機が対向配置に接近させた後
   、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
   端にて他方のシールド掘進機のシールド筒先端の前記被
   切削材を切削して、該シールド筒先端と嵌合させた後、
   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
   。