JPH0814235B2 - シ−ルド工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 『産業上の利用分野』 本発明は、シールド工法に関するものである。

『従来の技術』 従来の最も一般的なシールド工法を第３図に基ずいて
説明すると、同図図示の状態からシールドジャッキ５を
伸長方向に作動させシールド機１に推力を与えつつ掘進
を行ない。所定距離掘進すると掘進を一時中断して、シ
ールドジャッキ５を収縮方向に作動させ、シールド機１
内のシールドジャッキ５が収納した空隙に一次覆工用の
セグメントＶを組立てて初期の状態に戻り、このセグメ
ントＶで土圧・水圧による地山の崩壊を防ぎながら上記
工程を繰返して順次前方に掘進し、必要に応じて該セグ
メントＶ内には場所打ちコンクリート等による二次覆工
（図示せず）をするようになっている。

『発明が解決しようとする問題点』 しかし、上記従来のシールド工法は工事費に占めるセ
グメントの費用の割合が大きいこと、セグメントＶの外
径はシールド機１の内径より小さくせねばならず、シー
ルド機１の掘削径に対してトンネル内径が小さくなるこ
と、このシールド機１とセグメントＶとの径の相違によ
ってテールボイド（第３図に符号Ｄで示す）が生じ掘進
にともなってこのテールボイドＤ分の地盤沈下が問題に
なること等の欠点を有することが知られている。

そこで、本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、セ
グメントＶは使用せずに掘削した地山を直接硬化させな
がら掘進する新たなシールド工法を提供することを目的
としたものである。

『問題点を解決するための手段』 上記の目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨とする
本発明の構成は前述問題点を解決するために、シールド
機１の外周部にモルタル噴出口２と攪拌用のビット３と
を有した回転体４とからなるソイルセメント造成部Ａを
設け、さらに、このシールド機１の上記ソイルセメント
造成部Ａより工法部位には、付着防止シート11をシール
ド機１の掘進に伴って該シールド機１の外周面に沿って
順次供送する硬化保持部Ｂを設け、 上記シールド機１で所定距離掘進を行なった後、掘進
を一時中断し又は掘進を継続しつつ上記モルタル噴出口
２よりモルタルを噴出するとともにビット３を有した回
転体４を回転せしめて該回転体４の外周部位にソイルセ
メントＳを造成し、 また、ソイルセメント造成部Ａで造成され硬化保持部
Ｂで硬化して所定の強度を有するまで保持された後に、
シールド機１の掘進にともなって抜け出たソイルセメン
トＳ部内に覆工Ｌを覆工するようにしたことを特徴する
技術的手段を講じたものである。

『作用』 それ故本発明シールド工法は、シールド機１による掘
進自体は従来と何ら相違するところがないが、シールド
機１により一定距離掘進した後に、ソイルセメント造成
部Ａの周囲にソイルセメントＳが造成される。そして、
このソイルセメントＳ部からは、掘進がその後に進行す
るとやがて該掘進機１が抜け出ることになるが、該掘進
機１が抜け出るまではこのソイルセメントＳは硬化保持
部Ｂで保持され、該掘進機１が抜け出る際は所定の強度
を有したソイルセメント壁となる。したがって、この掘
進機１が抜け出たソイルセメントＳ部内には直接覆工Ｌ
を覆工することができ、該覆工に先立ってのセグメント
構築を必要としないシールド掘進が実現できるものであ
る。

『実施例』 次に、本発明の実施例を第１図及び第２図に従って説
明すれば以下の通りである。

図中、１が掘進機で、この掘進機１はシールド掘進機
として知られる従来公知な種々の掘削方式のものが使用
でき、図示例ではシールドジャッキ5,5,5・・・により
推力を得て前面に配されたカッターフェース15を回転さ
せて掘進する機械掘り方式の掘進機を使用しているが、
他に手掘り式、半機械掘り式、泥水加圧式、土圧バラン
ス・泥土加圧式、ブラインド式、限定圧気式等の掘進機
を使用してもよいことは無論である。

該シールド機１の外周部には、モルタル噴出口２と出
入可能なビット３とを有した回転体４とからなるソイル
セメント造成部Ａを設けてある。

上記回転体４は、第２図に最も明かに示すごとく、シ
ールド機１のスキンプレート1aにベアリング6,6を介す
る等して回転自在に支承されたリング状に形成され、駆
動モータ7,7,7・・・（第１図参照）の駆動歯車a,7a,7a
・・・が該回転体４の内歯車4aに噛合するようになして
ある。

そして、この回転体４には内側に配したビット3,3,3
・・・の出入孔8,8,8・・・が配され、シリンダ９等の
適宜伝動手段により該ビット3,3,3・・・は回転体４よ
りシールド機１の外周方向に出入できるようになしてい
る。なお、このビット3,3,3・・・は回転体４より突設
してシールド機１の外周方向には出入しない構成となし
てもよいが、該ビット3,3,3・・・をシールド機１の外
周に突出したまま掘進することは、掘進力に対する抵抗
となるし、該ビット3,3,3・・・自体の強度を相当に大
きく設定しないとならないため本実施例では出入可能と
なして掘進時は収納できるようになしてある。

また、モルタル噴出口２は上記回転体４に孔またはス
リットとして配され、この回転体４の内側には該モルタ
ル噴出口２に向って開口すると共にに該モルタル噴出口
２を覆うチャンバ部10を、その開口端が回転体４の内面
とが摺動するように配し、該チャンバ部10にモルタル注
入パイプ14の一端を連通してある。なお、このモルタル
噴出口２は、図示例とは異なりビット３をパイプ状とな
して該ビット３自体をモルタル噴出口を兼ねるようにな
したり、回転体４部位ではなく該回転体４近くのスキン
プレート1a部位に配設してもよいものである。

そして、該シールド機１の上記ソイルセメント造成部
Ａより後方部位には該ソイルセメント造成部Ａで造成さ
れたソイルセメントＳが硬化するまで保持する硬化保持
部Ｂを設けてある。この硬化保持部は、シールド機１が
掘進によりソイルセメント造成部Ａで造成されたソイル
セメントＳより抜け出るのに所定の時間を要するように
なしたもので、具体的にはソイルセメント造成部Ａの後
方にスキンプレート1aを所定長延設してなるもので、こ
の長さはシールド機１の掘進速度とソイルセメントＳの
硬化時間との関係によって決定するものである。なお、
この硬化保持部ＢにはソイルセメントＳが硬化付着して
シールド機１の掘進を不能ならしめるおそれが有るた
め、本発明では付着防止シート11をシールド機１の掘進
にともなって、該シールド機１の外周面とソイルセメン
トＳの内面との間に順次供送するようになしてある。

上記付着防止シート11は長尺の薄鋼板（実用的には厚
み0.15〜0.3mm）や強靱な繊維シートをロール状に舞い
たものをシールド機１内に収納し、該シールド機１の掘
進にともなってその先端を硬化保持部Ｂを形成するスキ
ンプレート1aの外周面に沿って巻き戻すようになしてい
る。

そして、本発明シールド工法は、上記シールド機１で
所定距離掘進を行なった後、掘進を一時中断し又は掘進
を継続しつつ上記モルタル噴出口２よりモルタルを噴出
するとともにビット３を有した回転体４を回転せしめて
該回転体４の外周部位にソイルセメントＳを造成する。
本実施例では、先ずビット３を収納状態となし所定距離
掘進を行ない、所定距離の掘進が終了すると、掘進を一
時中断して上記モルタル噴出口２よりモルタルを噴出す
るとともにビット３を貫出した回転体４を回転せしめ
て、このビット３で噴出したモルタルと地山（周囲の
土）とを攪拌して該回転体４の外周部位にソイルセメン
トＳを造成するが、ビット３に充分な強度を設定すれば
この掘進とソイルセメントの造成とは同時に行なっても
差し支えはない。

そして、所定時間の攪拌後、上記ビット３を収納して
掘進を再開し、この掘進工程と、掘進を中断してのソイ
ルセメント造成工程を経て掘進工程へ戻る工程とを繰り
返すようになっている。

また、本発明シールド工法は、ソイルセメント造成部
Ａで造成され硬化保持部Ｂで所定の強度を有するまで保
持された後にシールド機１が掘進にともなって抜け出た
ソイルセメントＳ部内に覆工Ｌを覆工するようになして
ある。すなわち、ソイルセメントＳが一次覆工となり、
この覆工Ｌが永久構造物となる二次覆工に相当すること
になるが、ソイルセメントＳを薄くして漏水を防ぐため
に必要なら圧気を併用してもよく、さらには大規模な崩
壊を防ぐために必要なら支保工12,12,12・・・を併用す
る。なお、この覆工Ｌは常法による場所打ちコンクリト
により施工するものである。

なお、図中13はシールド機１の掘進反力を受けるプッ
シュロッドを示すものである。

『発明の効果』 本発明法は上記のごときで、従来の一次覆工としての
セグメントを使用せずに直接地山をソイルセメントＳで
硬化させるため、該一次覆工が従来法に比して大幅に経
済的に行なえるばかりでなく、掘削径を最少にとどめて
経済的なトンネル掘削が可能なシールド工法を提供でき
るものである。

また、本発明はソイルセメントＳの内径がシールド機
１の外径に一致し、このソイルセメントＳ内の直接覆工
Ｌを覆工するため、所謂テールボドが生ずことがないた
め従来のテールボイドによる地盤沈下の恐れが無いシー
ルド工法を提供できるものである。

さらに、本発明は付着防止シート11をシールド機１の
掘進に伴って該シールド機１の外周面に沿って順次供送
するようになしてあるので、ソイルセメントＳが直接シ
ールド機１に付着硬化することがなく、ソイルセメント
Ｓによってシールド機１の掘進の抵抗となることがない
シールド工法を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明シールド工法に使用するシールド機の一
実施例を示す縦断面図、第２図は部分拡大断面図、第３
図は従来法の説明断面図である。 １〜シールド機、２〜モルタル噴出口、３〜ビット、４
〜回転体、Ａ〜ソイルセメント造成部、Ｂ〜硬化保持部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド機１の外周部にモルタル噴出口２
   と攪拌用のビット３とを有した回転体４とからなるソイ
   ルセメント造成部Ａを設け、さらに、このシールド機１
   の上記ソイルセメント造成部Ａより後方部位には、付着
   防止シート11をシールド機１の掘進に伴って該シールド
   機１の外周面に沿って順次供送する硬化保持部Ｂを設
   け、 上記シールド機１で所定距離掘進を行なった後、掘進を
   一時中断し又は掘進を継続しつつ上記モルタル噴出口２
   よりモルタルを噴出するとともにビット３を有した回転
   体４を回転せしめて該回転体４の外周部位にソイルセメ
   ントＳを造成し、 また、ソイルセメント造成部Ａで造成され硬化保持部Ｂ
   で硬化して所定の強度を有するまで保持された後に、シ
   ールド機１の掘進にともなって抜け出たソイルセメント
   Ｓ部内に覆工Ｌを覆工するようになしたことを特徴とす
   るシールド工法。