JPH08121080A - 地中穿孔工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セミシールド掘進機を用い、セグメントをリ
ング体に組み立てながらシールド孔を能率よく形成する
ことができる地中穿孔工法を提供する。 【構成】 セミシールド掘進機１と、この掘進機１と別
体のセグメント組み立て後続管２を用い、掘進機１と後
続管２を地中に発進させた後、後続管２内でセグメント
を組み立てたリング体Ａをシールドジャッキで押し出す
ことにより、シールド孔を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シールド掘進機を用
いて穿孔することによって、シールド工法で地中に能率
よくトンネルを形成することができる地中穿孔工法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】地中を穿孔するいわゆるトンネル工法と
して、シールド工法とセミシールド工法の２つの工法が
主として採用されている。

【０００３】シールド工法とセミシールド工法は共に、
掘削手段、シールド孔の形状、施工方法によって多種な
方式のものが存在するが、前者のシールド工法とは一般
に、シールド機自体の推進部が、このシールド機内部で
組み立てたリング体を押圧し前進することによって生じ
る空所内で、セグメントを組立てて前記したリング体を
再度形成し、そのリング体を押し出すくり返しによっ
て、このリング体により孔の内壁を覆工されたトンネ
ル、すなわちシールド孔を形成する工法の総称である。

【０００４】また、後者のセミシールド工法は、セミシ
ールド機自体に推進部はなく、このセミシールド機に連
続して配される筒状のヒューム管を、発進位置に設ける
後方支持壁に作用する元押しジャッキの反力により一体
的に前進させ、地中に送り込むことにより、ヒューム管
でトンネル、すなわちセミシールド孔を形成する工法で
ある。

【０００５】なお、セミシールド工法において、推進力
が元押しジャッキのみでは不足するときは、ヒューム管
の途中に予め中押しジャッキを介在させておき、長距離
になるに伴い、ヒューム管にかかる支圧力が、管軸方向
の耐荷力を上回ることによる管のクラック発生を防止し
うるようにする。

【０００６】このように前記シールド工法では、リング
片状の「セグメント」を機械内で組立てリング体を形成
しつつ掘り進みうるのに対して、セミシールド工法で
は、発進位置の元押しジャッキ（さらには中間の中押し
ジャッキ）を用いて一体筒状の「ヒューム管」を、発進
位置において押入し続けることによりセミシールド孔を
形成する。

【０００７】以上から明らかなごとく、シールド工法
は、シールド機自体の推進力によって前進しかつセグメ
ントを機械内部で組み立てるため、発進位置の元押しジ
ャッキ、中押しジャッキを用いかつ発進位置でヒューム
管を挿入するセミシールド工法に比べて、長いトンネル
を自在に形成しうる利点を有する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シール
ド工法に用いるシールド掘進機は、掘削部の後方に、セ
グメントをリング体に組み立てるためのテール部及び、
前進のためのシールジャッキを有する推進部を一体に設
けた構造になっているため、シールド掘進機の全長はセ
ミシールド機の全長よりも極めて長くなり、このため、
発進立坑が大きくなり、地下埋設物や交通事情に弊害を
もたらすという問題がある。

【０００９】また、シールド工法では、到達立坑の大き
さなどの条件で撤去できる場合もあるが、通常シールド
掘進機は埋殺しすることが普通であり、セミシールド工
法に比べ経済的に劣るという問題がある。

【００１０】そこで、この発明の課題は、シールド工法
の長所とセミシールド工法の特長を組み合せ、安全で経
済性に優れたシールド孔を能率よく形成することができ
る地中穿孔工法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、この発明は、筒状となる外殻基体の前端に掘
削部を設けたセミシールド掘進機と、このセミシールド
掘進機と別体となり、シールドジャッキを有し、内部で
セグレメントをリング体に組み立てるためのセグメント
組み立て後続管とを用い、セミシールド掘進機とこれに
続けたセグメント組み立て後続管の発進によって形成さ
れた穿孔内に、セグメント組み立て後続管内でセグメン
トを用いて組み立てたリング体をシールドジャッキの伸
長で押し出すことにより、シールド孔を形成する構成を
採用したものである。

【００１２】

【作用】発進立坑にセミシールド掘進機を投入し、元押
しジャッキを用いることによって発進し、次にセグメン
ト組み立て後続管を発進立坑に投入し、これを元押しジ
ャッキでセミシールド掘進機に後続するよう発進させ
る。

【００１３】上記セグメント組み立て後続管の内部でセ
グメントを組み立ててリング体を形成し、これをシール
ドジャッキで後方に押し出すことによって該後続管とセ
ミシールド掘進機を前進動させる。

【００１４】初期のリング体押し出しによる後続管とセ
ミシールド掘進機の前進時の反力支持は元押しジャッキ
によって行ない、前記リング体の組み立て、押し出しを
繰り返すことによって、必要とする長さのシールド孔を
形成することができ、到達立坑からセミシールド掘進機
及びセグメント組み立て後続管を撤去する。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１６】図１のように、この発明の地中穿孔工法
は、セミシールド掘進機１と、セグメント組み立て後続
管２を用い、セグメントａをリング体Ａに組み立てなが
らこれを押し出して掘進することにより、シールド工法
によるシールド孔を形成するものである。

【００１７】前記セミシールド機１は、図２に示すよう
に、円筒状となる外殻基体３の前端に掘削部４を設け、
この掘削部４の後方に作業部５とマシン操作部６を連設
して形成され、掘削部４はカッター７を油圧モータ８で
回転駆動するようになっている。

【００１８】作業部５には、カッター７と仕切板９の間
に先端が臨むスクリューコンベア１０やベルトコンベア
等の搬送具が設置され、マシン操作部６には制御盤１１
などが設けられている。

【００１９】図示の場合、外殻基体３は、前部３ａと中
間部３ｂ及び後部３ｃに三分割し、前部３ａと中間部３
ｂは、小ストロークの油圧シリンダからなる複数のカー
ブジャッキ１２の伸縮を選択することにより、屈曲させ
て曲ったトンネルの掘削を可能にしている。

【００２０】このように、外殻基体３を複数に分割し、
結合と分割を可能にすると、発進立坑Ｂを小さくするこ
とが可能になる。

【００２１】次に、セグメント組み立て後続管２は、図
３に示すように、セミシールド掘進機１の外殻基体３と
等しい外径を有する円筒状外殻１３の内部に推進部１４
とセグメント組立部１５を設けて形成されている。

【００２２】セグメント組立部１５は、円筒状外殻１３
の内部後半に位置し、セグメントａをリング体Ａに組み
立てるためのエレクタ１６を設置して形成され、円筒状
外殻１３のテール部１７は内部が大径になり、このテー
ル部１７の内周の前後に、内方に向きかつ後方に傾く第
１のテールシール１８と第２のテールシール１９が設け
られている。

【００２３】この両テールシール１８、１９は、ウレタ
ンゴム等のゴム材の単用もしくは板ばねを組み合わせて
形成され、セグメントａを組み立てたリング体Ａの外周
面を押圧し、テール部１７とリング体Ａの間をシールす
ることにより、地山の侵入を防止する役目をしている。

【００２４】前記推進部１４は、円筒状外殻１３の内部
前半に位置し、該外殻１３の内周面に沿って一定の間隔
で配置した多数本のシールドジャッキ２０によって形成
されている。

【００２５】このシールドジャッキ２０は、図３と図４
に示すように、二段伸びの如き多段シリンダを用い、円
筒状外殻１３の先端に設けた環状端板２１に基端部を固
定し、伸縮動する端部に、円環体を周方向にシールドジ
ャッキの数に分割したジャッキスプレッダ２２を介して
リング体Ａの端部を押し出すように押圧する球状頭部２
３が設けられている。上記球状頭部２３の伸縮方向のセ
ンターと、リング体Ａにおけるセグメントａの厚みのセ
ンターとが一致するように設定され、シールドジャッキ
２０によるリング体Ａの押し出しが、セグメントａに損
傷を与えることなく行なえるようにしている。

【００２６】なお、セグメントａがテール部１７内で組
立てられるため、テール部１７の内径と、リング体Ａの
外径Ｄとは、その差のテールクリアランスが生じ、この
テールクリアランスとテール部１７の厚さの和（即ちリ
ング体Ａの外径Ｄとシールド掘進機１の外径Ｄ₁ との
差）であるテールボイドは、リング体Ａがテール部から
押し出されるに際して裏込めされる充填材ｃによって充
填され、これによりリング体Ａは固定される。さらに各
セグメントａ間は、強固にシールにより密封されること
により、リング体Ａ内周面の２次覆工を省略することが
できる。

【００２７】また、セグメントａは、各規格に基づき作
られたコンクリート製、鋼板製など各種のセグメントを
利用でき、又、カーブ部分など目的に応じて特殊な使用
のものも選択でき、図５に例示するように、リング体Ａ
は、円周方向に対して複数に分割させたセグメントａの
組合せによって形成され、円周方向の内の一つのセグメ
ントａ₁ とその両側セグメントの突き合せ端部は内側広
がりの傾斜面になっていると共に、他の１セグメントの
突き合せ端部は、リング体Ａの軸心に対する放射状の傾
斜面になっている。

【００２８】次に、この発明の地中穿孔工法を説明す
る。

【００２９】先ず、発進立坑Ｂ内にセミシールド掘進機
１をクレーン等での吊り下げにより投入し、元押しジャ
ッキ３１での押圧により該掘進機１を地中に発進させ
る。なお、シールド掘進機１は、前部３ａ、中間部３
ｂ、後部３ｃに分割し、これを順番に前進させ、地中で
セミシールド掘進機１の組み立てを完成させるようにし
てもよく、これにより、発進立坑Ｂの開口量を小さくで
きると共に、再分割により、到達立坑が小長さであって
も、この到達立坑からの取り出しが可能になる。

【００３０】次に、セグメント組み立て後続管２をクレ
ーン等での吊り下げにより発進立坑Ｂ内に投入し、この
後続管２を元押しジャッキ３１で、セミシールド掘進機
１の後方に連なるよう推進する。

【００３１】セミシールド掘進機１の後端とセグメント
組み立て後続管２の先端は、図３に示すように、短かい
ストロークの油圧シリンダを用いた多数のカーブジャッ
キ２４を介して接続し、セミシールド掘進機１と後続管
２の間でカーブがきれるようにしておく。

【００３２】このように、セミシールド掘進機１と後続
管２を、発進立坑Ｂ内に設ける後方支持壁３２に作用す
る元押しジャッキ３１の反力と、セミシールド掘進機１
の掘進作用によって一体的に前進すると、後続管２の後
半に位置する組立部１５内でセグメントａをリング体Ａ
に組み立て、このリング体Ａをシールドジャッキ２０の
伸長によって後方に押し出し、これによって、掘削作用
を行なっているセミシールド掘進機１と後続管２とを前
進させる。

【００３３】このシールド工法では、１リング毎のセグ
メントの組み立て作業が済むごとにシールドジャッキ２
０を伸長作動させ、セミシールド掘進機１と後続管２を
間歇的に削進動させる。

【００３４】上記リング体Ａが後続管２の後端から出た
直後に、リング体Ａ毎に裏込注入が実施され、各セグメ
ントａ間は、シールにより強固に密封される。

【００３５】なお、セミシールド掘進機１と後続管２の
シールドジャッキ２０の伸長による前進動時の反力支持
は、初期においては、元押しジャッキにて行なうが、シ
ールド孔が長くなればこのシールド孔により反力を支持
でき、発進立坑Ｂ内から元押しジャッキ３１の撤去が可
能になり、掘進にともなう排土作業が円滑に行なえる。

【００３６】また、図５の如く、リング体Ａの連続によ
って形成されるシールド孔の内周にモルタル巻きした二
次覆工層ｂを形成してもよい。

【００３７】このように、セミシールド掘進機１と後続
管２を用い、セグメントａをリング状に組み立ててリン
グ体Ａを形成しつつこれを押し出して掘り進むことによ
り、地中にシールドトンネルを形成することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、セミ
シールド掘進機と、これと別体のセグメント組み立て後
続管とを用い、シールド工法によるシールド孔を形成す
るようにしたので、シールド掘進機より全長の短かいセ
ミシールド掘進機でシールド孔の形成が可能になり、シ
ールド孔の施工が小さな口径の発進立坑で実施できるよ
うになり、地中埋設物や交通事情に影響を与えることが
少なくなる。

【００３９】また、セミシールド掘進機とセグメント組
み立て後続管は、到達立坑での撤去が可能になり、再使
用により経済性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の地中穿孔工法の施工状態を示す断面
図

【図２】セミシールド掘進機の一例を示す縦断面図

【図３】セグメント組み立て後続管の縦断面図

【図４】セグメント組み立て後続管のシールドジャッキ
部分を示す縦断面図

【図５】シールド孔の縦断面図

【符号の説明】

１ セミシールド掘進機 ２ セグメント組み立て後続管 ３ 外殻基体 ２０ シールドジャッキ ａ セグメント Ａ リング体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状となる外殻基体の前端に掘削部を設
   けたセミシールド掘進機と、このセミシールド掘進機と
   別体となり、シールドジャッキを有し、内部でセグレメ
   ントをリング体に組み立てるためのセグメント組み立て
   後続管とを用い、 セミシールド掘進機とこれに続けたセグメント組み立て
   後続管の発進によって形成された穿孔内に、セグメント
   組み立て後続管内でセグメントを用いて組み立てたリン
   グ体をシールドジャッキの伸長で押し出すことにより、
   シールド孔を形成することを特徴とする地中穿孔工法。