JPH082228Y2 - シールド機発進用セグメントユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、立坑からシールド機によってトンネルを発
進させる際に、その発進方向の立坑内壁面に該立坑の軸
方向に沿って相互に接続されて組み付けられるシールド
機発進用セグメントユニットに関する。

［従来の技術およびその課題］ シールド工法によって、すなわちシールド機によって
トンネルを水平に掘削する際には、一般に、まず掘削す
るトンネルの深度まで立坑を掘削し、その底部にシール
ド機を設置してそこからシールド機を水平に推進させて
いる。

立坑を掘削するには、従来は連壁杭工法等を用いる
が、はじめの立坑をもシールド機によって掘削し、その
後立坑と略直角をなすようトンネルを連続して掘削して
いく新工法が提案されている。この場合、立坑をシール
ド工法によって掘削する際には、立坑内壁面をコンクリ
ート等からなるセグメントによって覆工していくが、ト
ンネル掘削用のシールド機の発進位置となる立坑底部に
おいて、その内壁面に組み付けるセメントは、シールド
機を発進させるがための通常のものを用いることができ
ない場合があり、新たなセグメントの開発が望まれてい
る。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記事情に鑑みてなされたものであって、シ
ールド機に対向する正面視略円形の対向部を、シールド
機によって掘削可能な強度を備えたコンクリートによっ
て形成するとともに、この対向部の周囲に環状のフレー
ムが埋設し、さらに、このフレームの周囲に、シールド
機の発進を導く円筒状のガイドを固定するためのガイド
固定手段を設けたことを特徴としている。

［作用］ 本考案のシールド機発進用セグメントユニットによれ
ば、トンネルを掘削するシールド機の発進方向前方にお
いて、対向部をシールド機の前方に対応させて立坑の内
壁面に組み付け、円筒状のガイドをガイド固定手段に固
定した後、シールド機を発進させる。

シールド機はガイドに導かれてその発進方向が定めら
れ、その推進によって対向部はシールド機によって掘削
され、このとき、フレームによってシールド機の推進方
向を導く。そして、対向部が掘削貫通された後、フレー
ムの外側に残った部分は、そこから先のシールド機が推
進するための反力をとるセグメントとして用いられる。

［実施例］ 以下、第１図ないし第５図を参照して本考案の一実施
例を説明する。

第１図の符号1Aは地盤Ｇに対し略垂直にシールド機２
によってトンネル1Bを掘削する深度まで掘削された立坑
である。

シールド機２は、立坑掘削用シールド機2Aの内部に、
トンネル掘削用シールド機2Bが内蔵された形式のもので
ある。

立坑掘削用シールド機2Aは、円筒状のスキンプレート
3aとその先端に装置された円盤状カッタ4aとを備え、カ
ッタ4aの回転によって地盤Ｇを垂直に掘削するととも
に、図示せずエレクタによって立坑１の内壁面に組み付
けた多数の円弧版状セグメント５に反力をとりながら推
進していく。

トンネル掘削用シールド機2Bは、同様に、円筒状のス
キンプレート3bとその先端に装置された円盤状カッタ4b
とを備え、スキンプレート3bの軸線が、立坑掘削用シー
ルド機2Aのスキンプレート3aの軸線に直交し、トンネル
掘削方向にカッタ4bが向けられた状態で、スキンプレー
ト3a内に内蔵されている。

そして、第１図において、Ｕで示すものが本実施例の
セグメントユニットである。

このセグメントユニットＵは、第２図および第３図に
示すように、コンクリート製で前記セグメント５と同曲
率の円弧版状セグメント６、７、８、９、10、11、12が
それぞれ２つずつ用いられ、前記トンネル掘削用シール
ド機2Bの発進方向に、周方向に沿って全体として円弧版
状に組み合わせて連結することにより構成される。

第２図に示す組み合わせ状態でセグメントユニットＵ
を説明すると、セグメントユニットＵを正面視した場合
（凹側である内面から見た場合）の中心点Ｏを中心とし
て、環状のプレート（フレーム）13が埋設されている。
このプレート13の内径は、その内面をトンネル掘削用シ
ールド機2Bの外形をなす周面が摺接しながら通過可能な
寸法に設定されている。

つまり、プレート13の内側の部分は、トンネル掘削用
シールド機2Bの発進方向前面に対向する円形の対向部14
となり、この対向部14はトンネル掘削用シールド機2Bに
よって掘削可能な低強度のコンクリートによって形成さ
れている。

また、対向部14を除くプレート13の外側は、トンネル
掘削用シールド機2Bによって掘削不可能な強度の高いコ
ンクリートによって形成されている。

さらに、前記プレート13の周囲であって、セグメント
ユニットＵの内面側には、内部にねじ穴を有する筒状の
インサート金具（ガイド固定手段）15が、プレート13に
沿って二重の環状に等間隔をおいて多数埋設されてい
る。これらインサート金具15には、第３図に示すよう
に、トンネル掘削用シールド機2Bの発進を導く円筒状の
ガイド16が固定されるようになっている。

このガイド16は、その内径が前記プレート13の内径と
略同じである1/4円弧版状の鋼板17を４つ組み合わせる
ことによってできている。

各鋼板17の互いの連結端部である周方向の両端部に
は、径方向外方に延びる連結板17aが設けられており、
各鋼板17を周方向に沿って配し、連結板17aどうしをボ
ルト結合して鋼板17どうしを連結することにより、ガイ
ド16が形成されている。

このガイド16の軸方向の両端面のうち、一方はその軸
心と直交して平になっているが、他方は、当該ガイド16
の軸心が立坑1Aに直交し、かつセグメントユニットＵの
前記中心点Ｏに一致する状態で、セグメントユニットＵ
の内面に当接するよう湾曲している。また、これら両端
面を形成する各鋼板17には、それぞれ鍔部17b、17cが形
成されている。

湾曲した端面側の鍔部17bは、前記多数のインサート
金具15のねじ穴の開口に重なるようになっており、さら
にその鍔部17bには、インサート金具15に対応するボル
ト挿通孔18が形成されている。このように鍔部17bのボ
ルト挿通孔18とインサート金具15を対応させた状態で、
ガイド16の内周面は、前記プレート13の内周面に沿うよ
うになっている。

また、他方の鍔部17cには、第４図に示すように、シ
ールド機2Bのスキンプレート3bの外周面に弾性的に当接
してスキンプレート3bとガイド16内を気密的に密閉する
環状のシール部材19が装着されるようになっている。

上記セグメントユニットＵを構成するセグメント６、
７、８、９、10、11、12は、第２図に示すごとく、セグ
メントユニットＵをなし得るようそれぞれに形成されて
いる。

すなわち、上下に配されるセグメント６は、全体が強
度の高いコンクリートによって形成され、かつその内面
には、所定箇所に円弧状にインサート金具15のみが埋設
されている。また、セグメント７は、プレート13の内側
に配されるから、その全体がトンネル掘削用シールド機
2Bによって掘削可能な低強度のコンクリートによって形
成され、インサート金具15は埋設されていない。

さらに、セグメント８（第５図に示す）、９、10、1
1、12は、前記プレート13を構成する円弧版状のプレー
トセグメント13a、13b、13c、13d、13eと、これに沿っ
たインサート金具15が所定位置に設けられている。これ
ら各セグメント８、９、10、11、12におけるプレートセ
グメント13a、13b、13c、13d、13eの内周部8a、9a、10
a、11a、12aは、前記対向部14を構成する低強度のコン
クリートによって形成され、その外周部8b、9b、10b、1
1b、12bは、強度の高いコンクリートによって形成され
ている。

そして、第２図に示すように、各セグメント６〜12を
２つずつ用い、プレートセグメント13a〜13eによって環
状のプレート13が形成されるよう、前記中心点Ｏを点対
称として組み合わせられ、かつ連結される。

上記セグメント６〜12からなるセグメントユニットＵ
による覆工方法を説明する。

シールド機２（立坑掘削用シールド機2A）によってト
ンネル1Bを掘削する深度付近まで立坑1Aを掘削したら、
第３図および第５図に示すように、その内部のトンネル
掘削用シールド機2Bの前方において、各セグメントを、
６、８、９、10、７、11、12、12、11、７、10、９、
８、６の順で、その外周面を立坑1Aの内壁面に合わせ、
かつ、シールド機2Bと対応してプレート13が形成される
よう組付け、隣合うセグメントどうしをボルト等の結合
手段により連結する。このようにして連結構成されたセ
グメントユニットＵの両側に組付けたセグメント５…に
対しても同様に接続する。

次いで、ガイド16における各鋼板17の鍔部17bを、前
記インサート金具15に重ねボルト挿通孔18に通したボル
トをインサート金具15に捩込んでガイド16をセグメント
ユニットＵに固定する。そして、シール部材19を各鍔部
17cにボルト等により固定する。

このようにしてセグメント６〜12を２つずつ用い相互
に接続してセグメントユニットＵを構成し、ガイド16と
シール部材19を装着したら、トンネル掘削用シールド機
2Bを発進させる。該シールド機2Bは、ガイド16に導かれ
てセグメントユニットＵ方向に推進してそのカッタ4bに
よりセグメントユニットＵの対向部14を掘削していく。
対向部14を掘削するときには、スキンプレート3bの外周
面とプレート13の内周面とが摺接し、シールド機2Bはプ
レート13に導かれる。

このとき、シール部材19は、シールド機2Bのスキンプ
レート3bの外周面に弾性的に当接してスキンプレート3b
とガイド16内との間を密閉し、この結果、推進方向に対
する止水性が保持される。シールド機2Bがさらに推進す
ることによって、シールド機2BはセグメントユニットＵ
を貫通し、その後、地盤Ｇを掘削しながら推進してトン
ネル1Bを形成する。その際、前記セグメント５と同様の
セグメントをその後方に組み付けて覆工構造としてい
く。第４図はセグメントユニットＵの対向部14がトンネ
ル掘削用シールド機2Bによって掘削された状態を示して
いる。

上記セグメントユニットＵによれば、トンネル掘削用
シールド機2Bの発進を導くガイド16がインサート金具15
によって装着されるから、トンネル掘削用シールド機2B
の発進方向を確実に定めることが可能である。また、対
向部14が掘削された後に残ったセグメントユニットＵに
反力をとってトンネル掘削用シールド機2Bのその後の推
進を行うことができる。特にこのセグメントユニットＵ
によれば、本実施例のシールド機２のように、立坑掘削
用シールド機2A内から発進するトンネル掘削用シールド
機2Bによってトンネル1Bを発進していく場合に有用であ
る。

また、本実施例では、ガイド16に装着されたシール部
材19によってシールド機2Bの推進方向への止水がなさ
れ、工事に支障をきたすことが未然に防がれる。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案のシールド機発進用セグ
メントユニットによれば、シールド機に対向する正面視
略円形の対向部を、シールド機によって掘削可能な強度
を備えたコンクリートによって形成するとともに、この
対向部の周囲に環状のフレームを埋設し、さらに、この
フレームの周囲に、シールド機の発進を導く円筒状のガ
イドを固定するためのガイド固定手段を設けたことを特
徴とするもので、シールド機の発進方向を確実に定める
ことができるとともに、対向部がシールド機によって掘
削された後に残ったフレームの外側の部分が、その後の
シールド機を推進させるための反力をとるためのセグメ
ントとして用いることができる。したがって、立坑から
トンネル掘削に至る工程をスムーズに行うことを可能と
し、工期の短縮化も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本考案の一実施例を示す図であっ
て、第１図は立坑からトンネルを掘削する際における使
用状態を示す側面図、第２図は正面図、第３図は斜視
図、第４図は使用後の側断面図、第５図はセグメントユ
ニットを構成する１つのセグメントの斜視図である。 1A…立坑、1B…トンネル、2B…トンネル掘削用シールド
機、６、７、８、９、10、11、12……コンクリートセグ
メント、13……プレート（フレーム）、15……インサー
ト金具（ガイド固定手段）、16……ガイド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 金子 研一 東京都新宿区西新宿１丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)考案者 大関 宗孝 東京都中央区八重洲２丁目６番21号 ロー ズベイ八重洲ビル 石川島建材工業株式会 社内 (72)考案者 橋本 博英 東京都中央区八重洲２丁目６番21号 ロー ズベイ八重洲ビル 石川島建材工業株式会 社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】立坑から略円筒状の外形をなすシールド機
   によって略水平にトンネルを掘削する際に、その発進方
   向の立坑内壁面に対し相互に円弧版状のセグメントが接
   続されて組み付けられるシールド機発進用セグメントユ
   ニットであって、 前記シールド機に対向する正面視略円形の対向部が、シ
   ールド機によって掘削可能な強度を備えたコンクリート
   によって形成されているとともに、この対向部の周囲に
   環状のフレームが埋設され、さらに、このフレームの周
   囲に、前記シールド機の発進を導く円筒状のガイドを固
   定するためのガイド固定手段が設けられていることを特
   徴とするシールド機発進用セグメントユニット。