JPH0826742B2 - シールド掘削機の接合方法及び接合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は二方向より掘削したトンネルの貫通部で互
に対峙するシールド本体を接合するシールド掘削機の接
合方法及び接合装置に関する。

（従来の技術） シールド掘削機を使用したトンネルの掘削工法とし
て，工期を短縮するため二基のシールド掘削基により二
方向から掘削を開始し，最後にトンネルの接合部で互に
対峙するシールド本体を互に連結してトンネルを完成さ
せる接合方法が知られている。

この接合方法ではシールド本体の前部に回転自在に設
けられて地山の掘削に供するカッタヘッドをトンネル貫
通直前に分解して回収しており，このときカッタヘッド
の長さの二倍の空間が各シールド本体の間に発生して，
この空間により地山の崩壊や出水を招く虞れがあるた
め，従来では第８図に示すように互に対峙するシールド
本体a,bの外周部から斜め前方に多数の凍結管ｃを放射
状に突出してこれら凍結管ｃによりカッタヘッドｄの周
囲に凍土を造成し，この凍土により地山の崩壊や出水を
防止しながらカッタヘッドｄを分割し，シールド本体a,
b内より回収する方法を採用している。

（発明が解決しようとする課題） しかし上記従来の方法では，多数の凍結管ｃを放射状
に打設するのに多くの時間と経費を必要とする共に，広
い範囲に凍土を造成する必要があるため不経済であっ
た。

またシールド本体a,bを接合する際溶接などの作業を
必要とするため作業性も悪いなどの不具合があった。

この発明は上記従来の不具合を解消する目的でなされ
たもので，放射凍結管を必要とせずにシールド本体の接
合を可能にしたシールド掘削機の接合方法及び接合装置
を提供して，時間や経費の節減を図ろうとするものであ
る。

（課題を解決するための手段及び作用） この発明は，上記目的を達成するために，シールド掘
削機によりトンネルを二方向より掘削して貫通部付近で
二基のシールド掘削機が対峙したら，シールド本体の前
部に設けられたカッタヘッドをチャンバ内へ格納しなが
らシールド本体の先端が近接するまでさらに掘進し，そ
の後シールド本体の先端部に設けた貼付凍結管により先
端部周囲の地山を冷却して目標範囲の凍土を造成した
ら，上記カッタヘッドの一部を分解して各シールド本体
の間に接合用セグメントを組立てて接合部の止水を行っ
た後，カッタヘッドの未解体部分を解体してカッタヘッ
ドを回収すると共に，その後各シールド本体の内周面に
二次覆工コンクリートを打設して各シールド本体を連結
したことにより，放射状凍結管を使用せずに各シールド
本体間が連結できるようにしたもので，接合用セグメン
トにより止水を行った後未解体部のカッタヘッドを解体
するようにしたことから，未解体部の解体を溶断などに
より行えるようにした。

またシールド本体前部のカッタヘッドをチャンバ内へ
格納しながらさらに掘進が行えるようにしたことによ
り，シールド本体の先端間を近接できるようにして，凍
土の造成範囲を短小することにより，造成に要する時間
と経費を節減できるようにしたシールド掘削機の接合方
法及び接合装置を提供するものである。

さらにこの発明はシールド本体の前部にスライドジャ
ッキによりチャンバ内に格納自在なカッタヘッドを回転
自在に設け、かつ該カッタヘッドの少なくとも外周部を
複数の分割部材により形成してこれら分割部材を分解自
在に構成したことによりこの発明のシールド機はカッタ
ヘッドをスライドさせてチャンバ内に取り込むことがで
きるため、接合の工法に用いれば貫通部付近で二基のシ
ールド機を対峙させた時、カッタヘッドをチャンバ内に
格納し、シールド本体の先端が近接することができる。

またこの発明のカッタヘッドは、少なくともその外周
部を複数分割部材より形成しているため、二基のシール
ド機が近接した後、カッタヘッドの一部を分解すること
ができ、そのため、スキンプレート内の広い空間を確保
した後、接合用セグメントを組み立てることができる。

従ってカッタヘッド外周部の溶断やカッタヘッドの取
外し等の大掛かりな作業を行わなくてもよいので、工期
が短縮するばかりでなく、早期にセグメントを組み立て
ると共に止水施工するので安全である。

また一部を解体したカッタヘッドを接合用セグメント
組立時のエレクタに利用すれば一層セグメントの組立を
早期に行うことができる。

（実施例） この発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は二基のシールド掘削機１により二方向よりト
ンネルを掘削して，各シールド掘削機１がトンネル貫通
部で対峙した状態を示すもので，各シールド掘削機１は
シールド本体1aの前部にカッタヘッド駆動モータ２によ
り回転されるカッタヘッド３が設けられている。

上記各カッタヘッド３はシールド本体1aの前部に設け
られたチャンバ1b内に格納できるように外径がチャンバ
1bの内径よりやや小径に形成されていて，前面にシール
ド本体1aの前方の地山を掘削する多数のカッタ４突設さ
れている。

また上記カッタヘッド３はシールド本体1a内より回収
できるように外周部が第２図に示すように円周方向に多
数分割されていて，各分割部材3aの間が固着具５により
分解自在に接合されていると共に，カッタヘッド３の裏
面側には支持部材3bが突設されていて，この支持部材3b
の後端部がシールド本体1aの隔壁1cにスライド機構６を
介して支承されている。

スライド機構６は筒状のガイド部材6a内に環状のスラ
イド部材6bが前後方向に摺動自在に収容されていて，上
記スライド部材6bは複数のスライドジャッキ７により前
後動されると共に，スライド部材6bに軸受け８を介して
上記カッタヘッド３の支持部材3b後端が回転自在に支承
されている。

そしてスライド部材6bに取付けられた複数基のカッタ
駆動モータ２によりカッタヘッド３が回転されるように
なっている。

一方上記シールド本体1aの前部内周面には円周方向に
複数条の貼付凍結管10が設けられている。

これら貼付凍結管10には図示しない冷凍装置より冷媒
が流通されるようになっていて，シールド本体1a前部の
地山に凍土が造成できるようになっている。

次に第３図ないし第７図を参照してシールド掘削機の
接合方法を説明すると，二方向から掘削を開始した二基
のシールド掘削機１がトンネル接合部付近に達したら，
まずチェックボーリング等で互のシールド本体1aの位置
を確認しながらさらに掘進する。

そしてトンネル接合部で第１図に示すようにシールド
本体1a同士が互に対峙したら，スライドジャッキ７によ
りスライド部材6bを徐々に後退させて，このスライド部
材6bに支承されたカッタヘッド３を，第３図に示すよう
にシールド本体1a内のチャンバ1b内へ格納しながら，第
３図に示すようにさらに掘削を続け，シールド本体1aの
先端部を第４図に示すように対向させる。

そしてチャンバ1b内の土砂に固化剤を注入して固化さ
せたら，シールド本体１先端の地山に測温管（図示せ
ず）を埋設して地山の温度が測定できるようにし，この
状態で貼付凍結管10に図示しない冷凍装置より冷媒を流
通させて，接合部の周囲に第３図の斜線で示すような凍
土12を目標範囲まで造成する。

次にこの状態でチャンバ1b内の固化した土砂を取除い
たら，円周方向に複数分割されているカッタヘッド３の
分割部材3aを取外して回収する。

このとき分割部材3aを固定している固着具５を外すだ
けで分割部材3aが回収できるため，従来のように溶断な
どを行う必要がなく，従って溶断などによる熱で造成さ
れた凍土12が溶解する心配もない。

次に分割部材3aを取外した部分に第６図に示すように
接合用セグメント13を全周に亘って取付けるが，このと
きカッタヘッド３を回転させることにより，カッタヘッ
ド３が接合用セグメント13のエレクタとして利用するこ
とができる。

なおシールド本体1a間にずれが生じている場合は，接
合用セグメント13に可撓セグメントを使用してずれを吸
収する。

また出水などが予想されるときはチャンバ1b内周面と
接合用セグメント13の間に第６図に示すように止水剤14
を注入することにより，確実な止水が可能となる。

上記のようにして各シールド本体1a間からの止水を防
止したら，カッタヘッド３の未解体の部分を溶断等によ
り解体する。

このとき溶断により発生する熱により凍土の一部が溶
解しても，すでに止水が施されているので溶解した凍土
がシールド本体1a内へ流入する虞れはないが，解体中冷
凍装置を継続して運転し，解体が終了したら冷凍装置を
停止する。

そしてカッタヘッド３の解体が終了してカッタヘッド
３の回収が完了したら，第７図に示すように接合用セグ
メント13を埋設するようにシールド本体1aの内周面に二
次覆工コンクリート15を打設することにより，接合方法
が完了するものである。

（発明の効果） この発明は以上詳述したように，トンネル貫通部で二
基のシールド掘削機が対峙したら，カッタヘッドをチャ
ンバ内に格納しながらシールド本体の先端が近接するま
でさらに掘進するようにしたことから，シールド本体間
に生じる空間をきわめて少なくでき，これによって貼付
凍結管のみで凍土を造成することにより地山の崩壊や出
水が防止できることから，従来の放射凍結間を打設して
凍土を造成する場合に比べて時間及び経費が大幅に節減
できるようになる。

また凍土造成後カッタヘッドの一部を解体して各シー
ルド本体間に接合用セグメントを取付けることにより，
各シールド本体間からの止水を図った上カッタヘッドの
未解体部分を解体するようにしたことから，解体時溶断
などの熱で凍土の一部が溶解してもシールド本体内へ流
入することがないので，解体作業が安全かつ迅速に行え
るようになる。

さらにこの発明のシールド機はカッタヘッドをスライ
ドさせてチャンバ内に取り込むことができるため、接合
の工法に用いれば貫通部付近で二基のシールド機を対峙
させた時、カッタヘッドをチャンバ内に格納し、シール
ド本体の先端が近接することができる。

またこの発明のカッタヘッドは、少なくともその外周
部を複数分割部材より形成しているため、二基のシール
ド機が近接した後カッタヘッドの一部を分解することが
でき、そのため、スキンプレート内に空間を確保した後
接合用セグメントを組み立てることができる。

従ってカッタヘッド外周部の溶断やカッタヘッドの取
外し等の大掛かりな作業を行わなくてよいので、工期が
短縮するばかりでなく、早期にセグメントを組み立てる
と共に止水施行するので安全である。

また一部を解体したカッタヘッドを接合用セグメント
組立時のエレクタに利用すれば一層セグメントの組立を
早期に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し，第１図はシールド掘
削機の断面図，第２図はカッタヘッドの正面図，第３図
ないし第７図は作用説明図第８図は従来の説明図であ
る。 １……シールド掘削機,1a……シールド本体,1b……チャ
ンバ,3……カッタヘッド,3a……分割部材,7……スライ
ドジャッキ,10……貼付凍結管,13……接合用セグメン
ト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−75290（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−48994（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−62598（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド掘削機（１）によりトンネルを二
   方向より掘削して貫通部付近で二基のシールド掘削機
   （１）が対峙したら、シールド本体（1a）の前部に設け
   られたカッタヘッド（３）をチャンバ（1b）内へ格納し
   ながらシールド本体（1a）の先端が近接するまでさらに
   掘進し、その後シールド本体（1a）先端部に設けた貼付
   凍結管（10）により先端部周囲の地山を冷却して目標範
   囲の凍土を造成したら、上記カッタヘッドの一部を分解
   して各シールド本体（1a）の間に接合用セグメント（1
   3）を組立てて接合部の止水を行った後、カッタヘッド
   （３）の未解体部分を解体してカッタヘッド（３）を回
   収すると共に、その後各シールド本体（1a）の内周面に
   二次覆工コンクリート（15）を打設して各シールド本体
   （1a）間を連結することを特徴とするシールド掘削機の
   接合方法。
2. 【請求項２】シールド本体（1a）の前部にスライドジャ
   ッキ（７）によりチャンバ（1b）内に格納自在なカッタ
   ヘッド（３）を回転自在に設け、かつ該カッタヘッド
   （３）の少なくとも外周部を複数の分割部材（3a）によ
   り形成してこれら分割部材（3a）を分解自在に構成した
   シールド掘削機。
3. 【請求項３】接合用セグメント（13）により各シールド
   本体（1a）の間を接合した後チャンバ（1b）内周面と接
   合用セグメント（13）の間に止水材を注入してなる請求
   項（１）記載のシールド掘削機の接合方法。
4. 【請求項４】一部を解体したカッタヘッド（３）を接合
   用セグメント組立て時のエレクタに利用して成る請求項
   （２）記載のシールド掘削機の接合装置。