JPH0588351B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、１本のトンネルを２台のシールド
機を用いてトンネルの両端部から同時に掘削して
途中で接合する際のシールド機の地中接合時にお
ける切羽の地盤改良工法に関する。

「従来の技術」 本出願人は、先にシールド・トンネル弐地中接
合工法を提供した。

この工法は、スキンプレートの先端部が外筒と
内筒とにより二重に形成されていると共に、前記
外筒及び内筒の間に貫入リングが格納されている
第１のシールド機及びスキンプレートの先端部が
前記第１のシールド機と同径の外筒と内筒とによ
り二重に形成された第２のシールド機を１組とし
て築造すべきトンネルを途中で接合させるべく両
端側からそれぞれトンネルを掘削する工程と、該
トンネル掘削工程終了直前において、前記第１の
シールド機の貫入リングを該第１のシールド機の
軸線に沿つて前方に摺動させ、前記貫入リングに
より前記第１及び第２のシールド機の間に残され
たトンネル接合部の地山を覆う工程と、該工程終
了後、前記第１及び第２のシールド機のスキンプ
レートを残したままシールド機を解体として、該
接合部の地山を掘削し、更に前記スキンプレート
の内面にコンクリートを打設して前記接合部の壁
面を覆工する程とからなるものである。

「発明が解決しようとする問題点〕 前記地中接合工法は、トンネル接合部付近の地
山から接合部付近に作用する土水圧に対するシー
ルや止水を確実なものとし、安全に施工を行うこ
とができるとともに、トンネルの接合に要する工
費や工期を大幅に低減することができる。しかし
ながら、この工法にあつても例えば次のような点
で検討の余地が残されていた。

掘削する地盤の土質等によつては、切羽の土
砂が貫入リングを摺動させる際の障害物となり
易く、シールド機間の接合部の地山に貫入リン
グを容易かつ確実に貫入することが難しいこ
と。

貫入リングをシールド機の軸線方向に沿つて
押出す際に、シールド機間の接合部の切羽部分
が地盤沈下するおそれがあること。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、切羽の土砂を泥土
に置換することにより、２台のシールド機間に大
礫等の障害物が無くなり、貫入リングを貫入室に
容易かつ確実に貫入することができ、また地盤沈
下を防止できるシールド機の地中接合時における
切羽の地盤改良工法を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、前記目的を達成するために、貫入
リングを用いたシールド機の地中接合工法におい
て、２台のシールド機を近接させた状態で、第１
のシールド機に設けられた貫入リングを、第２の
シールド機に設けられた貫入室に貫入する際に、
双方のシールド機の先端に設けられたカツタ装置
を互いに逆方向に回転させながら切羽に泥土を注
入することによつて、切羽の土砂を撹拌しながら
泥土に置換した後、カツタ装置の先端部を縮小さ
せるとともに貫入リングを貫入室内に貫入させる
ことを特徴としている。

「実施例」 以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。第１図にないし第４図は、本発明の一
実施例であるシールド機の地中接合時における切
羽の地盤改良工法を説明する図である。

図において、符号Ｇは両端部から掘削してきた
シールド・トンネルの接合部付近の地山であり、
この地山Ｇ内では、第１のシールド機１がその前
部に設けられたカツタ装置１０により、紙面に対
して右側に第１のトンネルTaを掘削し、また第
２のシールド機２がその前部に設けられたカツタ
装置２０により左側に他方のトンネルTbを掘削
している。そして、シールド機１の後方に形成さ
れたトンネルTaの壁面は、このシールド機１の
内部で組み立てられたセグメント３ａ，３ａ，…
によつて一次覆工されていると共に、シールド機
２の後方に形成されたトンネルTbの壁面は、こ
のシールド機２の内部で組み立てられたセグメン
ト３ｂ，３ｂ，…によつて１次覆工が行なわれて
いる。

第１のシールド機１には、円筒状に形成されて
このシールド機１本体の外殻を成すスキンプレー
ト１ａが設けられている。このスキンプレート１
ａの先端部１ｂは、スキンプレート１ａと同径に
形成された外筒１１と、この外筒１１より小径に
形成された内筒１２とにより、二重に形成され
て、これらの間に収納室R₁が設けられている。

この収納室R₁には、円筒状の一体又は複数個
に分割された貫入リング１３が格納されており、
この貫入リング１３の後端には膨出部１３ａが形
成されている。また、前記収納室R₁には、ゴム
化アスフアルトやグリース等粘性の高い止水剤が
充填されており、これにより外筒１１と内筒１２
との間の止水手段が構成されている。

この内筒１２の内部には、前記シールド機１の
軸線に直交するように形成された仕切板１４が設
けられてにる。内筒１２とスキンプレート１ａと
は、前記シールド機１の軸線に直交するように形
成されたリング状の支圧板１５により連結されて
いる。この支圧板１５の前面には、その周方向に
押出ジヤツキ１７，１７，…が複数個取り付けら
れ、この押出ジヤツキ１７の作用端１７ａは、貫
入リングの膨出部１３ａの後面に当接している。
また、前記支圧板１５の後面には、その周方向に
推進ジヤツキ１８，１８，…が複数個取り付けら
れ、この推進ジヤツキの作用端１８ａは、先端の
セグメント３ａの側面に当接されている。

前記第１のシールド機１の前部に設けられたカ
ツタ装置１０は、内筒１２よりやや小径に形成さ
れ、またその軸体１９が前記仕切板１４に軸支さ
れることで、シールド機１に支持されている。こ
のカツタ装置１０の端縁部には、シールド機１の
径方向に伸縮自在なカツタ部１０ａが設けられて
いる。

第２のシールド機２には、前記第１のスキンプ
ート１ａと同径の円筒状に形成されたスキンプレ
ート２ａが設けられ、このスキンプレート２ａの
先端部２ｂは、前記第１のシールド機１と同様
に、スキンプレート２ａと同径に形成された外筒
２１と、この外筒２１より小径に形成された内筒
２２とにより、二重に形成されてそれらの内部に
前記第１のシールド機１の貫入リング１３を収納
する貫入室R₂が設けられている。この外筒２１
と内筒２２との間の貫入室R₂には、ゴム化アス
フアルトやグリース等粘性の高い止水剤が充填さ
れており、これにより外筒２１と内筒２２との間
の止水手段が構成されている。

前記内筒２２の内部には、前記シールド機２の
軸線に直交するように形成された仕切板２４が設
けられている。内筒２２とスキンプレート２ａと
は、前記２の軸線に直するように形成されたリリ
ング状の支圧板２５により連結されている。ま
た、スキンプレート２ａには、その内部にリング
２３が設けられ、このリング２３の後面には、そ
の周方向に推進ジヤツキ２８，２８，…が複数個
取り付けられている。推進ジヤツキ２８の作用端
２８ａは、先端のセグメント３ｂの側面に当接さ
れている。

前記第２のシールド機２の前部に設けられたカ
ツタ装置２０は、前記内筒２２よりやや小径に形
成され、またその軸体２９が前記仕切板２４に軸
支されることで、シールド機２に支持されてい
る。このカツタ装置２０の端縁部には、前記第１
のカツタ装置１０と同様に、シールド機２の径方
向に伸縮自在なカツタ部２０ａが設けられてい
る。

また、第１及び第２のシールド機１，２には、
それぞれ泥土圧入用パイプ１６，２６が配設さ
れ、このパイプ１６，２６の開口端は、各シール
ド機１，２の先端部に位置している。

つぎに、第１図ないし第４図を用いて本発明の
シールド機の地中接合時における切羽の地盤改良
工法の一実施例を、トンネルを築造する工程順に
沿つて説明する。

(i)トンネルの掘削 まず、第１図において右側から、第１のシール
ド機１を用いて前記カツタ装置１０により地山Ｇ
を掘削し、その掘削いた坑の壁面にセグメント３
ａ，３ｂ，…の覆工を行い、このセグメント３
ａ，３ｂ，…に反力を取つて推進ジヤツキ１８，
１８，…を駆動させることにより一方のトンネル
Taを築造していく。この時、カツタ装置１０の
伸縮自在なカツタ部１０ａを伸縮して、このカツ
タ装置１０が前記外筒１１の径と少なくとも同径
のトンネルが掘削できるようにする。

これと同時に、第１図において左側から、第２
のシールド機２を用いてカツタ装置２０により地
山Ｇを掘削し、その掘削した坑の壁面にセグメン
ト３ｂ，３ｂ，…の覆工を行い、このセグメント
３ｂ，３ｂ，…に反力を取つて推進ジヤツキ２
８，２８，…を駆動させることにより他方のトン
ネルTbを築造していく。この時、カツタ装置２
０の伸縮自在なカツタ部２０ａを伸張させて、こ
のカツタ装置２０が前記スキンプレート２ａと少
なくとも同径のトンネルを掘削できるようにする
（第１図参照）。

(ii)切羽の土砂の置換 そして、トンネルの接合部において第１のシー
ルド機１と第２のシールド機２とを所定長さの地
山Gi（約30cm〜１程度）を残して対向させる。次
いで、第２図に示すように、この２台のシールド
機１，２を近接させた状態で、双方のシールド機
１，２のカツタ装置１０，２０を互いに逆方向に
回転させながら、前記パイプ１６，２６によりト
ンネル接合部の地山Gi中に泥土を注入し、切羽
の土砂を撹拌しながら泥土に置換する。この操作
により、トンネル接合部の切羽の土砂が、泥土に
置換され、２台のシールド機１，２間に大礫等の
障害物がなくなり、また泥土に一定圧を保持して
おくことで、接合部の地盤沈下のおそれがなくな
る。

(iii)貫入リングの挿入 前記泥土の置換終了後、前記伸張されたカツタ
部１０ａ，２０ａを元の長さにまで短縮させる。
ここで、カツタ装置１０，２０はそれぞれ内筒１
２，２２よりやや小径に形成されているので、カ
ツタ部１０ａ，２０ａを短縮させると、内筒１
２，２２とカツタ装置１０，２０との間〓からシ
ールド機１，２内に土砂が浸入するおそれがある
が、本考案では、前記泥土に一定圧がかかつてい
るので、土砂が浸入することがない。

そして、第１のシールド機１の押出ジヤツキ１
７を駆動させて、貫入リング１３の先端部が第２
のシールド機２の外筒２１と内筒２２との間の貫
入室R₂内に挿入されるまで、この貫入リング１
３を前記シールド機１の軸線に沿つて前方に摺動
させる。これにより、貫入リング１３が第１のシ
ールド機１と第２のシールド機２との間に残され
たトンネル接合部の地山Giを覆つたことになる。
なお、この操作は、泥土に置換された地山Giの
中で行なわれるので、貫入リング１３を容易かつ
確実に貫入することができるものである。

ここで、外筒１１，２１と内筒１２，２２との
間に充填された前記ゴム化アススフアルトやグリ
ースは、前記貫入リング１３の押し出しに従つ
て、各スキンプレート１ａと２ａとの間〓から接
合部の地山Gi中に浸出してゆく。従つて、この
ゴム化アスフアルトやグリースの浸出により、接
合部の地山Giに対する止水性をより確実なもの
とできる。

また、トンネルTa，Tbに二次覆孔を行う場合
には、トンネル接合部の覆工前に、予めこの接合
部付近までのセグメント３ａ，３ｂ内面にコンク
リートを巻いておく（第３図参照）。

(iv)カツタ装置の解体、撤去 そして、第１および第２のシールド機１，２の
それぞれのカツタ装置１０，２０を解体、撤去す
ると共に、仕切板１４，２４を切り取つて除去
し、更に貫入リング１３の両端部を内筒１２，２
２に溶接する。次いで、スキンプレートの内側の
壁面に、二次覆工分の厚さを含めたコンクリート
３１を打設することにより接合部の壁面の覆工を
行なう。ここで、前記トンネル接合部を補強する
目的で、内筒１２，２２の内面に、例えばＨ型鋼
からなる支保工３２を設けても良い（第４図参
照）。

以上(i)ないし(iv)の工程により、シールド・トン
ネルの接合部の施工が完了される。ここで、トン
ネル接合部の地山Giは、第１のシールド機１の
スキンプレート先端部１ｂに設けられた貫入リン
グ１３により覆われるので、この貫入リング１３
により前記接合部の土留や止水が行なわれる。従
つて、前記従来の凍結工法のような補助工法を用
いることなく、シールド・トンネルの接合部の施
工を行なうことができると共に、従来の凍結工法
のように多くの工費や工期を要することなく、接
合部の施工を行なうことができる。よつて、トン
ネル接合部付近の地山Ｇから接合部付近に作用す
る土水圧に対する土留や止水を確実なものとし、
安全に施工を行うことができると共に、トンネル
の接合に要する工費や工期を大幅に低減すること
のできるシールド・トンネルの地中接合工法を提
供することが可能となる。

特に、この接合工法において、本考案の切羽の
地盤改良工法を実施することによつて、貫入リン
グ１３の貫入操作が容易かつ確実に行なわれ、ま
た、切羽部分の地盤塚沈下のおそれもないので、
前記中接合工法に対する適用性を一個向上するこ
とができる。

なお、前記実施例においては、第１および第２
のシールド機１，２の外筒１１，２１と内筒１
２，２２との間にゴム化アスフアルトやグリース
からなる止水手段を設けてあるので、貫入リング
１３によりトンネル接合部に地山Giを覆う際の
止水をより確実なものとすることができる。また
同様に、前記各シールド機１，２のカツタ装置１
０，２０に周方向に伸縮自在カツタ部１０ａ，２
０ａを設けたので、前記スキンプレート１ａ，２
ａの先端部１ｂ，２ｂを二重に形成したことによ
る掘削径の縮小という減少を招くことがないた
め、トンネル掘削時にシールド機１，２に加わる
推進抵抗を減少させることが可能になる。

また、この実施例においては、カツタ装置１
０，２０が内筒１２，２２よりやや小径に形成さ
れているので、仕切板１４，２４によるカツタ装
置１０，２０の軸支、固定を解除すれば、このカ
ツタ装置１０，２０を内筒１２，２２の先端部と
仕切板１４，２４とで形成される枠体内に格納す
ることが可能になる。したがつて、前記工程(iii)に
おいて、カツタ部１０ａ，２０ａの短縮後、さら
に推進ジヤツキ１８，２８を駆動させて各シール
ド機１，２をより接近させても、カツタ装置１
０，２０が互いに接触することがない。よつて、
各シールド機１，２をより接近させて対向させる
ことにより、前記トンネル接合部における止水性
をより確保することができる。

なお、この発明である地盤改良工法は、前記実
施例に限定されるものではない。例えば、カツタ
装置１０，２０等の構造などは、切羽の土砂を撹
拌することができるものであれば、スポーク型、
面板型等任意である。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、貫入リングを用
いたシールド機の地中接合工法において、２台の
シールド機を近接させた状態で、第１のシールド
機に設けられた貫入リングを、第２のシールド機
に設けられた貫入室に貫入する際に、双方のシー
ルド機の先端に設けられたカツタ装置を互いに逆
方向に回転させながら切羽に泥土を注入すること
によつて、切羽の土砂を撹拌しながら、泥土に置
換した後、カツタ装置の先端部を縮小させるとと
もに貫入リングを貫入室内に貫入させる構成とし
たから次のような優れた効果を奏することができ
る。

切羽の土砂を泥土に置換することにより、２
台のシールド機間に大礫等の障害物がなくな
り、貫入リングを貫入室に容易かつ確実に貫入
することができる。

貫入リングをシールド機の軸線方向に沿つて
押出す際に、泥土を一定圧に保持しておくこと
で、シールド機間の接合部の切羽部分が地盤沈
下するおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を説明
するためのもので、第１図は２台のシールド機に
よつて両側からら掘り進めている状態を示す側断
面図、第２図はカツタ装置を互いに逆方向に回転
させながら切羽に泥土を注入している状態を示す
側断面図、第３図は貫入リングを貫入室内に貫入
した状態を示す側断面図、第４図は内部を覆した
状態を示す側断面図である。 Ｇ……地山、Gi……トンネル接合部地山、Ta
……トンネル、Tb……トンネル、１……第１の
シールド機、２……第２のシールド機、１ａ，２
ａ……スキンプレート、１ｂ，２ｂ……スキンプ
レート先端部、３ａ，３ｂ……セグメント、１
０，２０……カツタ装置、１０ａ，２０ａ……カ
ツタ部、１１，２１……外筒、１２，２２……内
筒、１３……貫入リング、１８，２８……推進ジ
ヤツキ、R₁……収納納室、R₂……貫入室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 先端部に貫入リングが格納されている第１の
   シールド機と、先端部に前記貫入リングを収納す
   る貫入室を具備した第２のシールド機を用い、築
   造すべきトンネルの両端側からそれぞれトンネル
   を掘削してそれらを途中で接合することによりト
   ンネルを完成させる際のシールド機の地中接合工
   法において、前記２台のシールド機を近接させた
   状態で、第１のシールド機に設けられた貫入リン
   グを、第２のシールド機の貫入室に貫入する際
   に、双方のシールド機の先端に設けられたカツタ
   装置を互いに逆方向に回転させながら切羽に泥土
   を注入することによつて、切羽の土砂を撹拌しな
   がら泥土に置換した後、カツタ装置の先端部を縮
   小させるとともに貫入リングを貫入室内に貫入さ
   せることを特徴とするシールド機の地中接合時に
   おける切羽の地盤改良工法。