JPH0528318B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 この発明は、機械化シールドにおけるトンネル
ドツキング工法に関するものである。

「従来技術、発明が解決せんとする問題点」 一般に、シールド工法により坑道の長いトンネ
ルを施工する場合においては、両側から掘進して
中間部でドツキングするが、海底トンネルなど地
盤が軟弱な現場においてはドツキング部の地山の
崩落の問題があつた。

そこでこの問題を解決するため、従来ドツキン
グ部の周辺地盤を予め凍結したり、薬液注入によ
り地盤改良した上で双方から掘進する工法、或い
は双方のシールド本体の先端部に進退自在の支保
フードを設置して、ドツキング後相互の支保フー
ドを突き出して接合する工法などが知られてい
る。

しかしながら、前者においてはドツキング前に
掘進を停止して地盤改良工法を実施する必要があ
るため能率が悪いと共に、特に凍結工法において
は凍土形成までに多大の時間と工費を要し、また
薬液注入工法においては確実な固結が期待できな
い等の欠点があつた。

また、後者においては掘進位置がズレたり掘進
方向が斜交した場合、双方の支保フードが食違い
又は突き出し不能となつたりする不具合を生じ、
安全かつ確実なドツキングが期待できない等の欠
点があつた。

「問題点を解決するための手段」 この発明は前記従来の課題を解決するために、
一方のシールドマシンのシールド本体の外周部に
径方向に拡張収縮自在の円筒状スライドシエルを
設けて、ドツキング後スライドシエルを予め余掘
りした部分において外方に拡張した状態で前方に
スライドし、相互のシールド本体間の外周部を覆
うことにより、相互の掘進位置がズレたり掘進方
向が斜交した場合にも余裕をもつて確実に相互の
シールド本体間の外周部を覆つて土留補強体を形
成すると共に、相互のシールドマシンの先端間及
び余掘り部に硬化液を注入してスライドシエルと
一体に固結し、この状態でシールド先端間の固結
土及び機器を除去することにより安全にドツキン
グ部の貫通施工を行えるようにした工法を提案す
るものである。

「実施例」 以下この発明を図面に示す実施例について説明
すると、相対方向に掘進する二基のシールドマシ
ンにおける一方のシールド本体１の外周に、径方
向に拡張収縮自在の円筒状スライドシエル２を仮
止めする。

スライドシエル２は、薄肉の鋼板を円筒状に湾
曲させて両端部を摺接自在に重ね合せたもので、
掘進時にはシールド本体１の外周にリング状に設
けた凹部３に嵌合し、重ねた両端部をシールド本
体１の底面において内部からねじ込んだ固定ボル
ト４により収縮状態で仮止めされ、シールド本体
１の外周面とほぼ同一円周面に保持されている。

そして、スライドシエル２の互いに重ね合せた
両端部の内一方端部の内面には突起５が巾方向に
複数設けられ、他方の端部には突起５に相対応す
る位置にこれを係合する受穴６がスライドシエル
２の円周方向に沿つて所定間隔を置いて複数設け
られている。

突起５は、スライドシエル２の端部の先端側に
面した先端面５ａが垂直又はほぼ垂直面をなし、
またその反対側の後端面５ｂが後方に向つて下り
勾配の傾斜面をなしており、これが受穴６に係合
した状態において、スライドシエル２の弾性バネ
効果による収縮方向の力に対しては先端面５ａが
受穴６の縁に係止されて固定的に支持し、また後
述する強制的な拡張方向の力に対しては後端面５
ｂの傾斜面で受穴６の縁を摺動して係合を解除
し、任意にスライドシエル２を拡張できるように
なつている。

また、スライドシエル２の後端には複数個所に
ワイヤー等の引き索７が連結され、この引き索７
なシールド本体１に設けた通孔を通つてその内部
に端部を引き込まれている。

このように一方にスライドシエル２を取付け、
他方にはこれがないシールドマシンによりシール
ドトンネルを構築しながら両側から順次掘進し、
双方がドツキング部の近辺に到達したとき、回転
カツター８の外周のオーバーカツター８′を伸張
して周囲を余掘りしながら相互が接近するまで掘
削する。

この回転カツター８の面板の周囲には排泥管９
が１個所又は複数個所に設けられ、これによつて
スライムを順次排出すると共に、順次新たな泥水
を補給しながら掘削する。

この排泥管９は、回転カツター８の回転に伴つ
てカツター面板の内側に伸縮し、回転カツター８
の上側回転位置においてはカツター面板内に後退
収縮し、また回転カツター８の下側回転位置にお
いては下位になる程長く伸張するように構成され
ており、これによつて余掘部Ａの上半部において
は排泥管９が地山に当ることがなく、しかも地山
に遠い位置でスライムを吸込むため、地山を乱す
ことを防止でき、また余掘部Ａの下半部ではこの
底部に沈降するスライムを確実に吸込んで排出管
路１０を通して排出することができる。

排泥管９の伸縮機構は第４図に示すように、排
泥管９を油圧ジヤツキ１１により伸縮自在とし、
この油圧ジヤツキ１１を排泥管９が下側回転位置
に回転してきたときに伸張作動し、上側回転位置
に達する前に収縮作動するように、油圧を切換制
御するように構成されている。

相互のシールドマシンが近接したとき掘進を停
止し、スライドシエル２の固定ボルト４を取外し
てフリーとした後、スライドシエル２の内周面を
外方に押圧する拡張手段によりシールド本体１の
外周から離間するように径方向外方に拡張させ
る。

この拡張手段としては、例えば第３，４図に示
すように、シールド本体１の周方向に沿つてほぼ
等間隔を置いて内側から外側に向つて多数の押出
しボルト１２をねじ込み、その先端でスライドシ
エル２の内周面を押圧して拡張する手段、または
この押出しボルト１２に代えてジヤツキにより加
圧拡張する等の手段を用いる。

スライドシエル２の拡張に伴なつて突起５は周
方向に複数配列した受穴６のいずれかに係合させ
ることができるため、両シールド本体１，１′の
ドツキング位置の精度に応じてスライドシエル２
の径を拡張し、その拡張径の位置に対応する受穴
６に係合させた状態で重ね合せ端部を固定し、ス
ライドシエル２を軸方向に均一に拡張させた状態
に保持することができる。

このようにして余掘り部Ａにおいて拡張したス
ライドシエル２をシールド本体１の内側において
引き索７を引張ることにより先端方向にスライド
させ、対向する他方のシールド本体１′の先端部
周囲に嵌合し、両シールド本体１，１′の先端部
間の部分の周囲を包被する。

このとき両シールド本体１，１′が多少位置ズ
レしたり、斜交している場合においても、スライ
ドシエル２がシールド本体１よりも拡径されて余
裕があるため、確実に他方のシールド本体１′に
嵌合することができる。

次に、両シールド本体１，１′の隔壁１３，１
３′間の先端間部分Ｂ及び余掘り部Ａに、シール
ド本体１の隔壁１３に配管した注入管１４及びシ
ールド本体１の周囲に設けた注入管１５から泥水
及び泥水固化材を噴射すると共に、回転カツター
８の排泥管９並びに排出管路１０により排泥し、
これによつて余掘り部Ａ、先端管部分Ｂ及びバル
クヘツドに一連に泥水循環流を生起させ、ドツキ
ング部周辺の間隙全体の地山安定用泥水をデツド
スペースを生じさせることなく固化液と完全に置
換させる。

このようにすることにより、従来の泥水加圧シ
ールドのように排泥口及び送泥口を隔壁に設置し
たものでは、バルクヘツドのみで泥水が循環して
余掘り部Ａに固化液を循環できず、固化体形成が
不完全となる欠点を解決し、余掘り部Ａ及び先端
間部分Ｂに均質な止水性と強度を保有した完全な
固化体を形成することができる。

この場合、排泥管９並びに排出管路１０により
排泥した泥水を攪拌ピツト１６に流入させ、これ
に固化材を均質に混練した上でポンプにより注入
管１４，１５に圧送してもよく、これによつて泥
水固化材と泥水を均質に混練した固化液と、地盤
安定用泥水とを確実に置換することができる。

そして、余掘り部Ａ及び先端間部分の固化液が
一体に固化した後、隔壁１３，１３′及び回転カ
ツター８などの先端機材を撤去し、更に固化した
先端間部分Ｂを掘削除去して双方のシールドトン
ネルをドツキングする。

このとき、固化液による固化体がスライドシエ
ル２と一体に固結し、止水性を保持すると共にド
ツキング部周囲の支持力を強化するので、その周
辺の地山の圧力により固結体の崩落を防止して安
全に除去作業を行うことができる。

「発明の効果」 以上の通りこの発明によれば、薄鋼板を円筒状
に丸めて両端部を重ね合わせた径方向に拡張収縮
自在のスライドシエルをシールド本体の外周に収
縮状態で仮止めしてなるシールドマシンにより一
方から掘進し、他方からは通常のシールドマシン
により掘進し、両者のドツキング部近くにおいて
双方の回転カツターにより余掘りし、両シールド
マシンが接近した状態において前記スライドシエ
ルの仮止めを解除して、シールド本体の内部から
径方向外方に複数の押込みボルトを突き出すなど
の拡張手段によりスライドシエルを径方向に拡張
し、この状態でスライドシエルを前進して双方の
シールドマシンのシールド本体の先端部外周を包
被するので、相互の掘進位置がズレたり掘進方向
が斜交した場合にも余裕をもつて確実に相互のシ
ールド本体間の外周部を覆うことができる。

また、双方のシールドマシンの先端間部分及び
前記余掘り部に一体に固化液を注入して固化し、
その後において双方のシールドマシンの先端機材
及び前記固化した先端間部分を除去するので、固
化体と一体化したスライドシエルによりドツキン
グ部周囲の支持力の強化と止水性を確保して土留
を構成し、安全に先端間部分を除去してドツキン
グすることができ、しかも工期、工費を削減する
ことが可能となる。

更に、スライドシエルを設けたシールド本体の
周囲及び隔壁から固化液を双方のシールドマシン
の先端間部分及び余掘り部に注入すると共に、回
転カツターの周囲に排出口を有する排泥管路を介
して排泥し、先端間部分及び余掘り部に泥水及び
固化液の循環液を生起させて泥水を固化液に置換
させるので、ドツキング部周辺の間隙全体の地山
安定用泥水の排泥管路への流動に伴つて確実に固
化液を流動させ、デツドスペースを生じさせるこ
となく泥水と固化液を完全に置換させて、全体的
に均質な止水性と強度を保有した固化体を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるシールドマシンのドツ
キング直後の状態を示す縦断側面図、第２図は同
スライドシエルの取付状態を示す縦断正面図、第
３図は同スライドシエルの拡張状態を示す縦断正
面図、第４図は同スライドシエルのスライド状態
を示す縦断側面図、第５図はスライドシエルの端
部の部分斜視図、第６図は同突起と受穴の嵌合状
態を示す部分縦断斜視図、第７図は回転カツター
の部分破断正面図である。 １，１′……シールド本体、２……スライドシ
エル、３……凹部、４……固定ボルト、５……突
起、６……受穴、７……引き索、８……回転カツ
ター、８′……オーバーカツター、９……排泥管、
１０……排泥管路、１１……油圧ジヤツキ、１２
……押出しボルト、１３，１３′……隔壁、Ａ…
…余掘り部、Ｂ……先端間部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 薄鋼板を円筒状に丸めて両端部を重ね合わせ
   た径方向に拡張収縮自在のスライドシエルをシー
   ルド本体の外周に収縮状態で仮止めしてなるシー
   ルドマシンにより一方から掘進し、他方からは通
   常のシールドマシンにより掘進し、両者のドツキ
   ング部近くにおいて双方の回転カツターにより余
   掘りし、両シールドマシンが接近した状態におい
   て、前記スライドシエルの仮止めを解除して外方
   に拡張し、この状態でスライドシエルを前進して
   双方のシールドマシンのシールド本体の先端部外
   周を包被し、前記スライドシエルを設けたシール
   ド本体の周囲及び隔壁から固化液を双方のシール
   ドマシンの先端間部分及び前記余掘り部に注入す
   ると共に、前記回転カツターの周囲に排出口を有
   する排泥管路を介して排泥し、前記先端間部分及
   び余掘り部に泥水及び固化液の循環流を生起させ
   て泥水を固化液に置換して固化し、その後におい
   て双方のシールドマシンの先端機材及び前記固化
   した先端間部分を除去することを特徴とする機械
   化シールドにおけるトンネルドツキング工法。