JPH07229391A - シ−ルド機及びシ−ルド工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、必要最低限の掘削で所要の仕上が
り断面が得られ、工期の短縮及び工費の削減が図れると
共に、止水性能の向上を図ることができるシ−ルド機及
びシ−ルド工法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、シ−ルド機本体の掘削部側の端部
に、シ−ルド機本体の径とほぼ同径のカッタ本体と、こ
のカッタ本体の周縁部にシ−ルド断面から突出させて設
けた拡張カッタとよりなる回転カッタを装備し、かつこ
の回転カッタには、シ−ルド機本体の外周囲地山に固化
材を注入する固化材注入部を設けて構成した、シ−ルド
機である。また、上記のシ−ルド機を用いて行うシ−ル
ド工法において、前記回転カッタを回転させてシ−ルド
機を掘進させると共に、シ−ルド機本体の外周囲の地山
に前記固化材注入部より固化材を注入しながら、前記拡
張カッタにより外周囲地山を掘削及び撹拌して、シ−ル
ド機本体の後方に構築したセグメントの外周囲に止水ゾ
−ンを築造する、シ−ルド工法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シ−ルド機及びシ−ル
ド工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シ−ルド工法は、シ−ルド機を掘進させ
ると共に、その後方にセグメントを組み立ててトンネル
を構築する工法であるが、組み立てたセグメントの内側
には、止水のための２次巻コンクリ−トを打設し、かつ
地山安定のためにセグメントと地山との間隙に裏込材を
注入する必要性が生じる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術には、
次のような問題点が存在する。 ＜イ＞セグメントの内側に２次巻コンクリ−トを施工す
るため、掘削径に対して仕上がり断面が小さい。

【０００４】＜ロ＞掘削径が不必要に大きくなるため、
セグメントリング径のサイズアップや、掘削残土の増加
などが原因となり、施工の長期化及び工費の増大を招
く。

【０００５】＜ハ＞裏込注入はテ−ルボイドに裏込材を
注入するだけであるため、十分な止水性が得られない。

【０００６】

【本発明の目的】本発明は、上記のような問題点を解決
するためになされたもので、必要最低限の掘削で所要の
仕上がり断面が得られ、工期の短縮及び工費の削減が図
れると共に、止水性能の向上を図ることができるシ−ル
ド機及びシ−ルド工法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、シ−ル
ド機本体の掘削部側の端部に、シ−ルド機本体の径とほ
ぼ同径のカッタ本体と、このカッタ本体の周縁部にシ−
ルド断面から突出させて設けた拡張カッタとよりなる回
転カッタを装備し、かつこの回転カッタには、シ−ルド
機本体の外周囲地山に固化材を注入する固化材注入部を
設けて構成した、シ−ルド機である。また、上記のシ−
ルド機を用いて行うシ−ルド工法において、前記回転カ
ッタを回転させてシ−ルド機を掘進させると共に、シ−
ルド機本体の外周囲の地山に前記固化材注入部より固化
材を注入しながら、前記拡張カッタにより外周囲地山を
掘削及び撹拌して、シ−ルド機本体の後方に構築したセ
グメントの外周囲に止水ゾ−ンを築造する、シ−ルド工
法である。

【０００８】

【実施例】以下、図１、２を参照しながら、本発明の一
実施例について説明する。 ＜イ＞シ−ルド機の構造 シ−ルド機全体の構造は、筒状の外殻を持つ本体１と、
その掘削部側の端部に装備した回転カッタ２と、その他
のシ−ルド機に必要な公知の装備とよりなる。回転カッ
タ２は、本体１の径とほぼ同径のカッタ本体２１と、こ
のカッタ本体２１の周縁部にシ−ルド断面から突出させ
て設けた拡張カッタ２２とよりなる。カッタ本体２１は
モ−タと連結し、回転可能に構成する。

【０００９】また、カッタ本体２１と拡張カッタ２２と
の掘削面は、図１に示すように、同一平面上に位置させ
て構成する場合と、図２に示すように、拡張カッタ２２
の掘削面を、カッタ本体２１の掘削面よりもシ−ルド機
のテ−ル側に位置させて構成する場合がある。図２の構
造の場合は、カッタ本体２１を筒状に構成し、その周面
２３から拡張カッタ２２を突設させる。

【００１０】また、回転カッタ２には、本体１の周面の
外周囲に固化材を注入するための固化材注入部３を設け
る。以下、シ−ルド機の各部位について説明する。

【００１１】（１）拡張カッタ 拡張カッタ２２は、カッタ本体２１の周縁部にシ−ルド
断面から突出させて設け、掘削土砂を通過させるための
窓を所要数開設する。拡張カッタ２２により掘削した土
砂はシ−ルド機内には取り込まないため、この通過窓を
介して後方に流動させ、固化材と混練する。

【００１２】拡張カッタ２２の具体例としては、面版型
あるいはスポ−ク型のカッタを、カッタ本体２１の周縁
部に周方向に間隔をおいて複数突設し、それらカッタ間
に形成される空隙部を通過窓とする構造などが考えられ
る。また、拡張カッタ２２はオ−バ−カッタ、コ−ピ−
カッタなどを用いることも考えられるが、強度と耐久性
が劣るため、拡張カッタ２２はカッタ本体２１に固定す
る構造が望ましい。

【００１３】（２）固化材注入部 固化材注入部３は、セメントミルク等の固化材を、本体
１周面の外周囲地山に注入する装置である。例えば、本
体１内に図示しない固化材タンクと注入ポンプを装備
し、それらと拡張カッタ２２の背面側に設けた注入ノズ
ルとの間に配管を施して構成する。

【００１４】（３）撹拌部 拡張カッタ２２の背面側には、掘削されて固化材が注入
された本体１の周囲地山を撹拌するための撹拌部４を突
設する。撹拌部４には、鋼板あるいは鋼棒状のものを使
用する。撹拌部４を設ける位置は、拡張カッタ２２の背
面側の適所であり、例えば図１、２に示すように、拡張
カッタ２２の背面側の先端部に設ける。

【００１５】図示しないが、拡張カッタ２２の背面側の
基端部から先端部にかけて、複数並べて拡張カッタ２２
を設けてもよい。また、撹拌部４のシ−ルド機テ−ル側
の突端部を、固化材注入部３の注入先端部よりもテ−ル
側に突出させて、掘削土砂に固化材を注入した後に撹拌
し、撹拌混合を良好に行えるよう構成することもでき
る。

【００１６】＜ロ＞施工方法 以下、上記のように構成したシ−ルド機を用いたシ−ル
ド工法について説明する。シ−ルド機の掘進は、シ−ル
ドジャッキ６を後方に構築したセグメント７に反力をと
って伸長して、本体１を推進させると共に、カッタ本体
２１で切羽地山を掘削し、掘削土砂を本体１内に取り込
んで行われる。

【００１７】このとき、本体１の外周囲の地山に固化材
注入部３より固化材を注入しながら、拡張カッタ２２及
び撹拌部４により外周囲地山を掘削及び撹拌する。即
ち、拡張カッタ２２の前面地山は、掘削された後に通過
窓を通して後方に流動し、そこで固化材が注入され、撹
拌部４によって撹拌混合される。撹拌混合された土砂
は、一定時間までは流動性を保持しているが、一定時間
経過後には固化する。従って、図１、２に示すように、
本体１の外周囲に止水ゾ−ン７を形成することができ
る。

【００１８】

【本発明の効果】本発明は以上説明したようになるた
め、次のような効果を得ることができる。 ＜イ＞セグメントの外側に止水ゾ−ンを形成するため、
従来のように内側に２次巻コンクリ−トを施工する必要
がなく、必要最低限の掘削で所要の仕上がり断面を得る
ことができる。

【００１９】＜ロ＞従来の２次巻コンクリ−トの分だけ
掘削径を小さくすることができるため、セグメントリン
グ径は必要最小限でよく、また掘削残土量も低減するこ
とができ、施工期間の短縮及び工費の低減を図ることが
できる。

【００２０】＜ハ＞セグメントの外周囲に十分な厚さを
有する止水ゾ−ンを形成するため、止水性を向上させる
ことができる。

【００２１】＜ニ＞止水ゾ−ンは固化するまでは十分な
流動性が保たれるため、従来行っているテ−ルボイドの
裏込注入は不要となり、施工の簡素化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のシ−ルド機の一実施例の説明図

【図２】 本発明のシ−ルド機の一実施例の説明図

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シ−ルド機本体の掘削部側の端部に、 シ−ルド機本体の径とほぼ同径のカッタ本体と、このカ
   ッタ本体の周縁部にシ−ルド断面から突出させて設けた
   拡張カッタとよりなる回転カッタを装備し、 かつこの回転カッタには、シ−ルド機本体の外周囲地山
   に固化材を注入する固化材注入部を設けて構成した、 シ−ルド機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のシ−ルド機において、
   前記カッタ本体と拡張カッタとの掘削面を同一平面上に
   位置させて構成した、シ−ルド機。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のシ−ルド機において、
   前記拡張カッタの掘削面を、カッタ本体の掘削面よりも
   シ−ルド機のテ−ル側に位置させて構成した、シ−ルド
   機。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のシ−
   ルド機において、前記拡張カッタには掘削土砂の通過窓
   を設けて構成した、シ−ルド機。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のシ−
   ルド機において、前記拡張カッタを前記カッタ本体に固
   定して構成した、シ−ルド機。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のシ−
   ルド機において、前記拡張カッタを面版型に構成した、
   シ−ルド機。
7. 【請求項７】 請求項１乃至５のいずれかに記載のシ−
   ルド機において、前記拡張カッタをスポ−ク型に構成し
   た、シ−ルド機。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載のシ−
   ルド機において、前記固化材注入部を前記拡張カッタの
   背面側に設けて構成した、シ−ルド機。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載のシ−
   ルド機において、前記拡張カッタの背面側に、シ−ルド
   機周囲の地山を撹拌する撹拌部を突設して構成した、シ
   −ルド機。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載のシ−ルド機におい
    て、前記撹拌部を、前記拡張カッタの背面側の先端部に
    突設して構成した、シ−ルド機。
11. 【請求項１１】 請求項９又は１０に記載のシ−ルド機
    において、前記撹拌部を、前記拡張カッタの背面側の基
    端部から先端部にかけて複数並べて構成した、シ−ルド
    機。
12. 【請求項１２】 請求項９乃至１１のいずれかに記載の
    シ−ルド機において、前記撹拌部のシ−ルド機テ−ル側
    の突端部を、前記固化材注入部の注入先端部よりもテ−
    ル側に突出させて構成した、シ−ルド機。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれかに記載の
    シ−ルド機を用いて行うシ−ルド工法において、 前記回転カッタを回転させてシ−ルド機を掘進させると
    共に、 シ−ルド機本体の外周囲の地山に前記固化材注入部より
    固化材を注入しながら、前記拡張カッタにより外周囲地
    山を掘削及び撹拌して、 シ−ルド機本体の後方に構築したセグメントの外周囲に
    止水ゾ−ンを築造する、 シ−ルド工法。