JPH0647912B2 - シールド掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地盤中に下水管等の管路
を敷設する際に、管路の外周を筒状不透水膜によって連
続的に被覆しながら管体を敷設し得るようにしたシール
ド掘削機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、下水管等の管体を敷設する方
法として、シールド工法と推進工法とが一般に採用され
ている。前者のシールド工法は掘削機によって地盤を掘
削し、掘削機の後方部においてセグメントを組み立てる
作業を順次行いながら管路を形成するものであり、後者
の推進工法は掘削機に後続してヒューム管を接続し、立
坑内に配設した推進ジャッキによってヒューム管の後端
を押圧しながら掘削機により土砂を掘削してヒューム管
を地盤に圧入し、一定長の推進毎にヒューム管を継ぎ足
して順次圧入することにより管路を形成するものであ
る。

【０００３】しかしながら、このようにして形成された
管路は、地下水の多い地盤の場合では管路共用時にその
接合部から地下水が管路内に浸入し、管路内には実際の
下水流量よりも多く流れることになって下水処理量が２
〜３割も増大する。

【０００４】このため、例えば、特開昭５９ー２７０９
５号公報や特開昭５９ー３１３９７号公報に開示されて
いるように、掘削機本体の後方内部に筒状不透水膜を折
り畳み状態で格納した格納室を一体に設け、掘削機本体
の掘進と共に格納室の後端から筒状不透水膜を引き出し
ながら管体と地盤との間に挟設して管体外周を筒状不透
水膜で全面的に被覆するようにした工法が開発された。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、格納室
の後端には管体外周面に向かって開口する筒状不透水膜
引出口が設けられおり、格納室内よりも地下水圧が高い
ために該引出口から地下水と共に土砂が格納室内に流入
し、内部に折り畳み状態で格納している筒状不透水膜が
その流入土砂によって損傷する場合があり、従って、こ
の筒状不透水膜を上記のように管路の外周面に被覆させ
ても、その損傷部から地下水が管路内に浸入するという
問題点が生じる。

【０００６】さらに、格納室の後端に開口させている引
出口から筒状不透水膜を引き出す場合、その引出口との
摺擦抵抗が大きくて円滑な引き出しが行えなくなるばか
りでなく、上述したように格納室内に土砂が流入する
と、その土砂が引出抵抗を一層増大させて筒状不透水膜
の引き出しが困難となり、筒状不透水膜が破損して使用
に供することができなくなるという問題点が生じる。本
発明はこのような問題点を解消し得るように構成した不
透水膜格納室を有するシールド掘削機の提供を目的とす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のシールド掘削機は、掘削機本体の後方部に
内外二重管体からなる断面環状空間部を有する不透水膜
格納室を設け、この不透水膜格納室の前端を密閉すると
共に後端に不透水膜の引出口を開口させ、さらに、前記
内外二重管における内管側に不透水膜格納室内に泥水等
の液状物を充満させる液状物供給管を配設してなること
を特徴とするものである。

【０００８】

【作用】液状物供給管を通じて不透水膜格納室内に泥水
等の液状物を供給すると、液状物は格納室内に折り畳み
状態で収納された筒状不透水膜の内周面側に流入、充満
したのち、格納室内の前端側に流動して筒状不透水膜の
前端から該筒状不透水膜の外周面側に流入し、不透水膜
格納室内を完全に充満させて筒状不透水膜の引出口から
の土砂の浸入を防止する。さらに、液状物中に筒状不透
水膜が没入した状態となっているので、該筒状不透水膜
を引出口から管路の外周面上に引き出す際に、液状物が
滑材としての作用を行って円滑な引き出しが可能とな
る。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１はシールド工法に使用する掘削機を示すものであ
る。図において、１は掘削機本体で、スキンプレート２
の前部に隔壁３を一体に設け、この隔壁３の中央部にカ
ッター板４の回転軸５を回転自在に挿通、支持させてあ
り、さらに、スキンプレート２の後端部内周面にリング
状のブラケット６を固着してなるものである。

【００１０】また、スキンプレート２の後端部内周面
に、中心部に当て板８を有し且つこの当て板８の外周四
方からスキンプレート２の内周面に圧着したアーム７を
設けてなる切梁受９を配設してある。10はスキンプレー
ト２の後端内周面に周設したシールパッキンである。11
は掘削機本体１の後端に対して屈曲自在に接続した不透
水膜格納管で、外管12と内管13との二重管で形成され、
外管12の外径をスキンプレート２の外径に略等しく形成
してある。

【００１１】さらに、外管12の前端部を内径方向に傾斜
させたのち、垂直に屈曲してその内端部を内管13の前端
にボルト等で一体に固着して前面を密閉すると共に外管
12の傾斜前端にスキンプレート２の内径より小径の短筒
部14を一体に形成し、この短筒部14の外周面を掘削機本
体１の前記後端シールパッキン10に水密に嵌合させてあ
る。15は小径短筒部14の内周空間部に配設した複数の方
向修正ジャッキで、その基端面を内外管12、13の接続端
面に受止させた状態で固定し、そのロッド先端を前記ブ
ラケット６に当接、接合してある。

【００１２】不透水膜格納管11の内外二重管12、13間の
環状空間部は前端面が上記のように密閉された格納室16
に形成されてあり、該格納室16内にビニールシート等よ
りなる長尺の筒状不透水膜17を長さ方向に折り畳み収縮
させた状態で格納してある。又、格納室16に水を充満さ
せると共に格納室16の後端を開口して不透水膜引出口33
に形成してある。

【００１３】図３はこの引出口33の詳細図で、内管13の
後端部を外径方向に拡開傾斜させて外管12の後端内周面
に近接させ、これらの対向面間で引出口33を形成してい
るものである。さらに、内管13の後端部を外管12の後端
より後方に突出させて内管13よりも大径で外管12よりも
小径のテール部22に形成し、又、引出口33の内外管対向
面にはスポンジ34、35を互いに密接させた状態で固着し
て両スポンジで挟まれながら不透水膜17を引き出せるよ
うにしてある。

【００１４】内管13の前部は周方向に一定の長さ毎に複
数分割されたカバー片18を組み合わせてなり、これらの
カバー片18をボルト等によって着脱自在に円形状に組立
て、又、除去した際には不透水膜17の補充口となる。19
は格納室16の内管中央部外周に配設したリング状の水バ
ッグで、バルブ20を有する配管を通じて該バッグ19内に
格納管11の内側から水を供給することにより膨張させ、
外管内周に圧着させることにより格納室16の前半部を後
半部に対して水密的に遮断するものである。

【００１５】21は内管後部に取付けたバルブで、格納管
11の内側から配管を通じて格納室16内に泥水や滑材等の
液状物を供給するものである。23は格納管11の後端に屈
曲自在に接続したセグメント組立管で、そのスキンプレ
ート32の外径を格納管11の前記テール部22の外径に略等
しく形成してあり、前端部を内方に傾斜させたのち、前
方に突出させてテール部22内にパッキン36を介して摺接
し、嵌合した小径短管24に形成してある。

【００１６】この小径短管24の内周面には複数の方向修
正ジャッキ25を前方に向けて取付けてあり、そのロッド
先端を格納管11の内管13の後端部に形成した受止部に当
接させてある。セグメント組立管23の前部内周面には、
後方に向かってロッドを向けた複数の推進ジャッキ28を
固定していると共に前部内中央には掘削機本体１内に設
けた切梁受９と同一構造を有する切梁受29を配設してあ
り、そのアーム37の先端を組立管内周面に着脱自在に圧
接してある。

【００１７】又、セグメント組立管23の後部はセグメン
ト組立用エレクター30を配設した組立部26に形成してあ
る。31はスキンプレート32の後端内周面に設けたテール
シールパッキンである。

【００１８】このように構成したシールト掘削機によっ
てセグメントを組立てるシールド工法について述べる
と、筒状不透水膜17の端を立坑（図示せず）に固定した
のち、掘削機本体１を掘進させれば、格納室16に折り畳
んで格納された筒状不透水膜17は引出口33のスポンジ3
4、35間から引き出される。

【００１９】この時、外管12よりもテール部22が小径で
あり、又、後続のスキンプレート32もテール部22と略同
径であるから、掘削地盤とテール部22及びスキンプレー
ト32との間には空隙が生じる。従って、その空隙に筒状
不透水膜17が入りながらスキンプレート32等との大きな
摺擦が生じることなく引き出され、筒状不透水膜17が破
れることなくスキンプレート32及び掘進に従って組立て
られるセグメント27の外周を全面的に被覆していくもの
である。

【００２０】又、予め、バルブ21から泥水や滑材等の液
状物を供給管を通じて格納室16内に供給すると、液状物
は格納室16内に折り畳み状態で収納された筒状不透水膜
17の内周面側に流入、充満したのち、格納室16内の密閉
された前端側に流動して筒状不透水膜17の前端から該筒
状不透水膜17の外周面側に流入し、格納室内を完全に充
満することになる。

【００２１】従って、この液状物の充満圧力によって筒
状不透水膜17の引出口33からの土砂の浸入を防止する。
さらに、液状物中に筒状不透水膜が没入した状態となっ
ているので、該筒状不透水膜17を引出口33から引き出す
際に、液状物が滑材としての作用を行って円滑な引き出
しが行われると共に引き出された瞬間に内周側に存在す
る液状物によって外方に膨張させられてスキンプレート
32に密着することなく、しかも地盤の内周面に押圧して
地盤の崩壊を防止する。

【００２２】こうして掘削機本体１の掘進に従って、格
納室16内の不透水膜17が殆どなくなると、格納管11の内
管13に設けた透明の窓38を通して確認し、シールド掘削
機の前進を停止させる。次いで、折り畳み収縮させた別
な筒状不透水膜を両切梁受９、29間に搬入し、しかるの
ち、この筒状不透水膜内に切梁（図示せず）又は適宜な
棒状物を挿通し、該切梁又は棒状物の両端部を切梁受
９、29の中央当て板８、８に取付ける。

【００２３】さらに、バルブ20から水バッグ19内に水を
注入して該水バッグ19を膨張させることにより格納室16
の前半部を後端側に対して閉塞し、引出口33側からの地
下水の流入を阻止したのち、格納室16内の液状物を抜く
と共に、内管前端部のカバー片18を取り外して補充口と
する。この時、切梁又は棒状物を介して掘削機本体１側
からの土圧や水圧をセグメント組立管23側に受止させて
掘削機の後退を阻止する。補充口を開口すれば、新たに
搬入した筒状不透水膜の端を格納室16内の不透水膜の端
に接続し、筒状不透水膜を格納室16内に補充、格納す
る。

【００２４】しかるのち、補充口をカバー片18で水密に
閉止し、水バッグ19内の水を抜いて該水バッグ19を収縮
させると共に格納室16に上記のように液状物を充満さ
せ、又、切梁又は棒状物を撤去する。このように格納室
16に筒状不透水膜17を補充して再び前記同様に掘進し、
この作業を繰り返し行ってセグメント27の組立てにより
得られる管路の外周を筒状不透水膜17で被覆する。又、
筒状不透水膜17と管路外周面との間に注入口40を通じて
裏込注入を行う。

【００２５】以上の実施例においては、シールト工法に
ついて説明したが、推進工法の場合には前記セグメント
組立管23に替えて、単に方向修正用ジャッキ25と切梁受
29を有する短管を不透水膜格納管11に接続し、この短管
の後端にヒューム管を接続させればよく、又、このよう
な短管を用いることなく、図４に示すように、不透水膜
格納管11の内管後端にヒューム管39を接続し、最前部の
ヒューム管39内に切梁29' を着脱自在に取付けてもよ
い。その他の構造は前記実施例と同一であるので省略す
る。なお、不透水膜格納室16は掘削機本体１の後端部内
周面に一体的に設けた構造にしておいてもよく、この場
合には、掘削機本体１のスキンプレート２を格納管11の
外管に利用できる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、掘削機本
体の後方部に配設した不透水膜格納室の前端を密閉する
と共に後端に不透水膜の引出口を開口させ、この格納室
内に泥水等の液状物を充満させるように構成しているの
で、格納室内を液状物で充満させることによって、地下
水圧の高い地盤側から筒状不透水膜の引出口を通じて地
下水と共に土砂が格納室内に浸入するのを確実に防止す
ることができ、土砂による筒状不透水膜の損傷をなくす
ることができる。

【００２７】さらに、筒状不透水膜が格納室内において
液状物中に没入した状態となっているので、該筒状不透
水膜を引出口から管路の外周面上に引き出す際に、その
内外周面に液状物を付着させた状態で引き出され、液状
物が滑材としての作用を行って円滑な引き出しが可能と
なる。従って、引き出し時においても筒状不透水膜の破
損が防止され、管路を被覆した際に地下水の浸入を完全
に防止する筒状不透水膜として使用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】シールド掘削機の縦断側面図、

【図２】図１におけるＡーＡ線断面図、

【図３】不透水膜引出口部の拡大断面図、

【図４】シールド掘削機の他の実施例を示す縦断側面
図。

【符号の説明】

１ シールド掘削機本体 11 不透水膜格納管 12 外管 13 内管 16 格納室 17 筒状不透水膜 21 バルブ 33 引出口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 英吉 兵庫県西宮市津門大箇町７ー30ー227 (56)参考文献 特開 昭60−181489（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−181498（ＪＰ，Ａ) 特公 昭50−3572（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削機本体の後方部に内外二重管体から
   なる断面環状空間部を有する不透水膜格納室を設け、こ
   の不透水膜格納室の前端を密閉すると共に後端に不透水
   膜の引出口を開口させ、さらに、前記内外二重管におけ
   る内管側に不透水膜格納室内に泥水等の液状物を充満さ
   せる液状物供給管を配設してなることを特徴とするシー
   ルド掘削機。