JPH0823263B2 - 地中ドッキング用シールド掘進機 - Google Patents

地中ドッキング用シールド掘進機

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JPH0823263B2
JPH0823263B2 JP2260806A JP26080690A JPH0823263B2 JP H0823263 B2 JPH0823263 B2 JP H0823263B2 JP 2260806 A JP2260806 A JP 2260806A JP 26080690 A JP26080690 A JP 26080690A JP H0823263 B2 JPH0823263 B2 JP H0823263B2
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shield
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shield machine
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徹士 園田
秀文 森
健次 浅田
昭二 西田
憲治 今井
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 互いに向い合って掘進する2台のシールド掘進機を地
中でドッキングさせる工法において、特に口径の大きい
トンネル掘削に使用されるシールド掘進機に関する。
従来の技術 一般にシールド掘進機によってトンネルを掘削する場
合、一方の発進立坑よりシールド掘進機を発進させ、他
方の到達立坑でトンネルの掘削を終了するのが一般的で
ある。ところが、たとえば海底や陸上の大深度など途中
に立坑の用地確保ができない場合には、両端の立坑から
それぞれシールド掘進機で掘削を始め、地中で両シール
ド掘進機をドッキングさせてトンネルを連通させる工法
が採用される。
このような地中ドッキング工法においては、ドッキン
グ位置の地盤を凍結したり、また薬液注入により地盤を
改良し地下水の浸透や地盤の崩壊を防止して地盤の圧縮
強度アップをはかり、その後にシールド掘進機の解体や
覆工などの接続作業を行っている。しかし、上記凍結や
薬液注入による地盤改良だけでは、土被りが深く土圧水
圧が高くしかも大口径のトンネルの掘削に対しては、確
実な地盤改良を行うことがむづかしく、地山崩壊によっ
て作業者が危険にさらされるという問題があった。
そのため、第8図〜第10図に示すシールド掘進機が提
案されている。すなわちこれは、各シールド本体21,22
の前部にはシールド本体21,22の横断面方向に伸縮自在
なカッタ23aを有し、かつ前後方向の摺動可能なカッタ
ヘッド23が回転自在に支持される。そして、一方のシー
ルド本体21の前端部には、切羽前面に向って突出可能な
円筒状貫入リング24が取付けられ、また他方のシールド
本体22の前端部には、受圧ゴムリング25を全周にわたっ
て内包する貫入室26が形成される。ドッキングに際して
は、第10図に示すように、カッタ23aを縮めた後、カッ
タヘッド23をシールド本体21,22内に摺動させ、貫入リ
ング24を伸ばして貫入室26内に挿入させる仕組みであ
る。
発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来例によれば下記の問題点がある。
(1)両シールド掘進機のドッキング部の構造が異るた
め、製造時の誤差が発生する可能性があり、またコスト
的にも高くなる傾向があった。
(2)貫入リング24を切羽前面に貫入させるにはきわめ
て大きな貫入(駆動)力が必要であり、また貫入リング
24自体の機械的強度の大きな材料が求められ、さらにド
ッキングさせる際にカッタヘッド23前面の傾きに対応し
にくい。
(3)特別に伸縮するカッタ23aを設けるため、カッタ
ヘッド23の形状を変更しなければならず、構造が複雑で
製造コストも高くなる。そして、カッタ23aの摩耗が激
しく耐久性に問題があり、さらに土砂の取り込み機構に
おいても従来と異なった機構にしなければならない。
本発明は上記問題点の解決を目的とした地中ドッキング
用シールド掘進機を提供することにある。
課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の地中ドッキング
用シールド掘進機は、互いに向き合って掘進し地中でド
ッキングされる2台の地中ドッキング用シールド掘進機
であって、両シールド掘進機のシールド本体前部に回転
自在に支持されたカッタヘッド外周部に、それぞれ切羽
前面に向かって突出自在な複数の接合板を周方向に沿っ
て設け、これら接合板の周方向の幅を一定に形成すると
ともに、隣接する接合板との間隔を接合板の幅よりも大
きく形成して、対向するシールド掘進機の位相をずらし
たカッタヘッドの接合板と噛み合い可能に構成し、前記
カッタヘッドに各接合板をそれぞれ切羽前面に出退させ
る押込みジャッキ装置を設けたものである。
作用 上記構成によれば、対向する2台のシールド掘進機を
ドッキングさせる際に、接合板の収納位置の位相をずら
して停止させ、押込ジャッキを伸ばして各接合板を切羽
前面に向って突出させ、両接合板を噛み合わせた状態で
対向するカッタヘッドに当接させる。そして、ドッキン
グ部分の地盤を凍結して地盤改良を行うとともに、シー
ルド掘進機の後方設備を解体し、その後、接合板同志や
接合板と当接するカッタヘッド外周部材とを溶接し、ド
ッキング部分の地山をこれらの部材により支持する。こ
れにより、土被りが深く土圧水圧が高い大口径のトンネ
ル掘削であっても地山崩壊を確実に防止できる。しか
も、両シールド掘進機は同一構造のものを使用でき、ま
た接合板を小形にできるので貫入駆動力を小さくできる
とともに、接合板の突出量によりカッタヘッドの傾きに
容易に対応できる。
実施例 以下本発明の一実施例を第1図〜第7図に基づいて説
明する。
本シールド掘進機は従来の複数の接合板を一定間隔ご
とに配設しておき、ドッキング状態で両カッタヘッドか
らそれぞれ噛み合わせ状態で接合板を突出させるもので
ある。
すなわち、第1図,第2図に示すように、シールド本
体1の前部にはカッタヘッド2が軸心0,0′を中心に回
転自在に支持されており、シールド本体1内に設けた回
転駆動装置(図示せず)により回転されて地盤が掘削さ
れる。カッタヘッド2は、軸心0,0′を中心とする放射
方向に複数のスポーク3が配設され、これらスポーク3
には、スポーク3両側に形成された土砂取入れ用スリッ
ト4に臨むカッタビット5が多数取付けられている。ま
た、これらスリット4間には扇形のカッタ面板6が配設
され、スポーク3およびカッタ面板6の外端部は外周板
7で連結されている。各カッタ面板6の外周板7の内側
には周方向一定間隔ごと(軸心0を中心に30度ごと)に
周方向に沿う円弧状の挿通孔8が複数(図面では12個)
の形成され、挿通孔8の後部には挿通孔8を介して切羽
前面側に突出自在な接合板9の収納箱10が配設される。
この接合板9は、第3図〜第5図に示すように、先端
外側が尖る円弧状断面の本体9aと、本体9aの先端部内周
側に固定されて先端側ほど外周側に傾斜する前板9bと、
本体9aの両側端部内周側に固定された両側板9cとで構成
される。そして、接合板9内には一定間隔ごとに、後方
に出退可能なピストンロッド11aが収納箱10の後面板10a
に固定された複数(図面では3本)の押込みジャッキ11
が前後方向に固定され、その作動室11b内には油圧管12
からピストン11cおよびピストンロッド11a内に形成され
た給油孔11dを介して圧油が供給される。また、接合板
9内でカッタヘッド2から突出する部分には凍結管13が
迂回状に配設され、フレシキブルホース(図示せず)等
を介して凍結液が供給可能に接続されている。14は収納
ボックス内に配設された接合板9のガイドシューであ
る。これら接合板9間の間隔lは接合板9の幅Wより少
し大きく設定され、接合板9間のスポーク3にはカッタ
ビット5が取付けられている。なお、図示しないが油圧
管12や凍結液給排出管はカッタヘッド2の支持脚等を介
してシールド本体1側に接続される。
次にこのシールド掘進機による地中ドッキング工法を
第6図(a)〜(h)により説明する。なお、このトン
ネル掘削に使用するシールド掘進機A,Bは同一構造であ
る。
1.〔第6図(a)〕先行シールド掘進機Aを接合地点に
到達させ、地山の状態によりカッタヘッド2外周部の地
盤改良を行う。
2.〔第6図(b)〕後行シールド掘進機Bが所定距離に
近づいた地点でチェックボーリングを行う。
3.〔第6図(c)〕チェックボーリングで、先行シール
ド掘進機Aおよび後行シールド掘進機Bの位置、姿勢を
確認し、両方の中心線(軸心)のずれや傾きの違いを決
められた誤差以内になるように後行シールド掘進機Bを
接近させる。
4.〔第6図(d)〕先行シールド掘進機Aのカッタヘッ
ド2に対して後行シールド掘進機Bのカッタヘッド1を
位相が15°ずれるように停止させ、両シールド掘進機A,
Bの接合板9を、押込みジャッキ11を伸展させて第7図
に示すように噛み合い状に突出させる。この時、シール
ド軸心0,0′に、たとえば第2図に示すように、ずれ、
d≒100以内、α=1°前後があっても、各接合板9の
突出量を変化させることにより容易に対応することがで
きる。
5.〔第6図(e)〕シールド本体1内に配設された可動
凍結管15をボーリング孔を介して前部外方に突出させ、
外周部地山の凍結を行う。また取り込んだ圧力室16内の
土砂を固化する。
6.〔第6図(f)〕シールド本体1のフード部に設けた
凍結管17と接合板9内の凍結管13により接合部分の凍結
を行う。
7.〔第6図(g)〕凍結作業と並行してシールド掘進機
の解体を行う。そして、接合板9と接合板9およびカッ
タヘッド2の外周部とを直接あるいは必要に応じて補強
材や止水部材を介して溶接接合する。
8.〔第6図(h)〕接合板9やカッタヘッド2の外周板
7、シールド本体1のスキンプレートなどを構造体とし
て残し、それらの内周部にコンクリート18を付設して二
次覆工を行う。
発明の効果 以上に述べたごとく本発明によれば、ドッキングさ
せる両シールド掘進機の仕様を同一にできるため、製造
時のトラブルを未然に防止することができ、コストも低
い。両シールド掘進機からそれぞれ噛み合い状に接合
板を突出させるので、接合板を小形できその貫入力が小
さくてすむとともに、接合板自身の強度を大きくでき、
さらにそれぞれの接合板の突出量を調整することによ
り、カッタヘッド前面の傾きにも容易に対応できる。
カッタヘッドを従来とほぼ同じ構造にできるため従来
から培われた技術を適用でき通常掘削時の掘削力や土砂
取込み力を低下させることがない。しかも伸縮カッタな
どは不要できわめて簡単な構造となり、摩耗や耐久性に
問題が生じることもない。
押込みジャッキ装置により、各接合板をそれぞれ切羽
前面に出退させることができるので、突出しにくい接合
板は、後退させて再度勢い良く突出することができ、接
合板の突出不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第7図は本発明の一実施例を示し、第1図はカ
ッタヘッドの半正面図、第2図は同一部切欠き側面図、
第3図〜第5図は接合板を示す正面図、側面断面図およ
び平面図、第6図(a)〜(h)はドッキング工法の説
明図、第7図はドッキング状態を示す一部斜視図、第8
図〜第10図は従来の地中ドッキング用シールド掘進機を
示し、第8図は縦断面図、第9図は正面図、第10図はド
ッキング状態を示す縦断面図である。 1……シールド本体、2……カッタヘッド、3……スポ
ーク、6……カッタ面板、7……外周板、8……挿通
孔、9……接合板、10……収納箱、11……押込みジャッ
キ、13……凍結管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅田 健次 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 西田 昭二 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 今井 憲治 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−299995(JP,A) 特開 平2−91393(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに向き合って掘進し地中でドッキング
    される2台の地中ドッキング用シールド掘進機であっ
    て、 両シールド掘進機のシールド本体前部に回転自在に支持
    されたカッタヘッド外周部に、それぞれ切羽前面に向か
    って突出自在な複数の接合板を周方向に沿って設け、 これら接合板の周方向の幅を一定に形成するとともに、
    隣接する接合板との間隔を接合板の幅よりも大きく形成
    して、対向するシールド掘進機の位相をずらしたカッタ
    ヘッドの接合板と噛み合い可能に構成し、 前記カッタヘッドに各接合板をそれぞれ切羽前面に出退
    させる押込みジャッキ装置を設けたことを特徴とする地
    中ドッキング用シールド掘進機。
JP2260806A 1990-09-28 1990-09-28 地中ドッキング用シールド掘進機 Expired - Fee Related JPH0823263B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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