JPH084476A - 異径トンネルの地中接合シールド工法とそのシールド機およびそのカッターディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接合部の地盤への補助工法を必要とせずにト
ンネル接合部の止水をメカニカルに行い工期を短縮して
工費を低減することができる地中接合シールド工法を提
供する。 【構成】 受入側シールド機Ｂ₁ と貫入側シールド機Ｓ
とが接合地点に到達したら、受入側シールド機Ｂ₁ のカ
ッターディスク装置Ｄ₁ 周囲に設けた外周カッター４を
カッターディスク装置Ｄ₁ 内に格納した後、このカッタ
ーディスク装置Ｄ₁ とシールド機構造体２とを受入側シ
ールド機Ｂ₁ のスキンプレートＰ内周に沿って後退させ
るとともに、このカッターディスク装置Ｄ₁ の後退動作
に追動して貫入側シールド機Ｓを受入側シールド機Ｂ₁
のスキンプレートＰ内に貫入し、このスキンプレートＰ
内周に設けたチューブシール１を膨出させて貫入側シー
ルド機Ｓの胴体外径面部で止水する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この出願に係る発明は、直径の大
きく異なるトンネルを対向して掘削した２機のシールド
掘進機を地中で同心上に接合するための地中接合シール
ド工法と、その大径側の受入側シールド機およびそのカ
ッターディスク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、鉄
道，道路等を地層内に設ける、いわゆる地下鉄道，地下
道等の需要が増大し、また、一方では完成された道路等
の地下に新たに上下水道や電気，電話線道等を新設する
需要も増大し、特に、都市整備等にあっては上記した下
水道や電気，電話線道等の新設工事が急増しており、こ
れらを地層内に設けるためのトンネルを掘削する機械と
してシールド機が多用されている。このシールド機によ
るトンネル形成は、シールド機には掘削できる距離や工
事期間に限界があるため、複数の立坑を設けこの立坑間
をそれぞれシールド機により掘削して連続したトンネル
を形成している。

【０００３】一方、このシールド機によりトンネルを掘
削する場合でも、例えば、上記した下水道工事にあって
は、上流側に小径のいわゆる枝管を設け、下流側に大径
のいわゆる主管を設けてこれらを連結させることにより
連続した下水道を形成する場合があり、上記した電気，
電話線等の工事にあっては、供給元に大径のいわゆる主
管を設け、需要先に小径のいわゆる枝管を設けてこれら
を連結させることにより連続した配線道を形成する場合
がある。従って、このような下水道や配線道を設けるた
めのトンネルにおいては、直径の異なった、いわゆる異
径のトンネルを設ける需要がある。

【０００４】しかし、上記したようにシールド機による
トンネル形成は接合地点に複数の立坑を設ける必要があ
るため、用地を確保しようとするとその用地確保等に多
額の費用を要し、しかも、その用地に立坑を設けてそれ
ぞれのシールド機により掘削して行く工事には非常に長
い工期と費用が必要となる。また、海底にトンネルを設
ける場合、接合地点の上部が海中の場合には大規模な地
盤改良を行い、地盤を硬くして接合工事を行うこととな
り、非常に長い工期と多額の費用が必要となる。

【０００５】そのため、多くの立坑を必要とせず、短い
工期でトンネルを形成できる工法として地中接合工法が
開発されている。

【０００６】このような地中接合工法の従来技術とし
て、特開昭６３−４７４９９号公報記載の発明がある
が、この発明は、同径の２機のシールド機をトンネル接
合部に向けて対向するように掘進させて接合部で対峙さ
せ、両シールド機の接合部近傍に固化剤を注入した後カ
ッターディスク等を解体してトンネルを接合するように
したものであり、同径のシールド機を接合させる場合に
しか適用することができない。

【０００７】また、他のシールド機の接合方法として特
開平５−２４８１７０号公報記載の発明があるが、この
発明も同径の２機のシールド機を接合するものであり、
この出願に係る発明が対象とする直径の大きく異なるシ
ールド機での合理的な接合は不可能である。

【０００８】一方、直径の大きく異なるトンネルの地中
接合工法の従来技術として、特公平６−６８６５号公報
記載の発明があり、この発明は、大径と小径の２機のシ
ールド機を、ドッキング地点において大径シールド機の
前方に設けた移動外殻を小径シールド機の外周に位置す
るように移動させ、この移動外殻と小径シールド機の外
殻との間を凍結もしくは薬液注入により固化した後、シ
ールド機を解体するようにしたものである。

【０００９】しかし、この直径の異なるトンネルの地中
接合工法にあっては、接合部の地盤を凍結させたり薬液
注入したりして改良地盤とする工法であり、他に噴射工
法でのモルタルコラム柱を打ったりする工法もあるが、
これらの工法はいずれも地下水も通過しないような改良
地盤とするための大規模な補助工法を必要とし、多くの
工費と工期を必要とする。また、この場合多くの範囲を
凍結もしくは改良地盤にするため、凍結させた場合には
凍結時の凍土拡張および解凍時の地盤沈下等を生じる場
合があり、改良地盤にする場合には長時間の薬液注入を
必要とする。更に、接合部を凍結のみによりシールする
工法の場合、凍結後のシールド機解体作業時に生じる解
体部の溶断熱により凍土が解凍されて漏水を生じてしま
うため解体作業時の凍土の管理が難しいという問題があ
り、従来の方法では異径トンネルを掘削して地中接合す
るために多くの工費と工期を必要としている。

【００１０】この出願に係る発明は上記課題に鑑みて、
接合部の地盤への補助工法を必要とせずにトンネル接合
部の止水をメカニカルに行い工期を短縮して工費を低減
することができる地中接合シールド工法を提供すること
を一つの目的とし、その地中接合シールド工法により同
心上で容易に接合できるシールド機を提供することをも
う一つの目的とし、そのカッターディスク装置を提供す
ることを他の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る異径トンネルの地中接合シールド工
法は、受入側シールド機と貫入側シールド機とが接合地
点に到達したら、受入側シールド機のカッターディスク
装置周囲に設けた外周カッターをカッターディスク装置
内に格納した後、該カッターディスク装置とシールド機
構造体とを受入側シールド機のスキンプレート内周に沿
って後退させるとともに、該カッターディスク装置の後
退動作に追動して貫入側シールド機を受入側シールド機
のスキンプレート内に貫入し、該スキンプレート内周に
設けたチューブシールを膨出させて貫入側シールド機の
胴体外径面部で止水したことを特徴とするものである。

【００１２】請求項２に係る異径トンネルの地中接合シ
ールド機は、大径の受入側シールド機と小径の貫入側シ
ールド機とを地中で同心上に接合する地中接合シールド
工法における受入側シールド機であって、前記受入側シ
ールド機に、前記貫入側シールド機の外径よりも大径で
ほぼ一致した内径を有するスキンプレートを設けるとと
もに、該スキンプレートの先端部内周にチューブシール
を設け、該スキンプレートの内側に該シールド機の軸方
向に相対移動可能なシールド機構造体を設け、該シール
ド機構造体の前面に前記スキンプレートの内径よりも小
径のカッターディスク装置を設け、該カッターディスク
装置の周囲に該受入側シールド機の外径まで掘削できる
外周カッターを突出／格納自在に設けたことを特徴とす
るものである。

【００１３】請求項３に係る地中接合シールド機のカッ
ターディスク装置は、大径の受入側シールド機と小径の
貫入側シールド機とを地中で同心上に接合する地中接合
シールド工法における受入側シールド機のカッターディ
スク装置において、前記カッターディスク装置のディス
クフレームを該受入側シールド機のスキンプレート内径
よりも小径に形成し、該カッターディスク装置の周囲に
該受入側シールド機の外径まで掘削できる外周カッター
を突出／格納自在に設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１４】請求項４に係る地中接合シールド機のカッ
ターディスク装置は、上記請求項３のカッターディスク
装置において、外周カッターの基端部に支持部を設け、
該支持部を支持する支持軸をディスクフレームに設け、
該支持軸を回動中心にして前記外周カッターの基端部を
回動させる駆動手段をディスクフレームに設けて外周カ
ッターを突出／格納自在に構成したことを特徴とするも
のである。

【００１５】請求項５に係る地中接合シールド機のカッ
ターディスク装置は、上記請求項３又は請求項４のカッ
ターディスク装置において、外周カッターを突出させた
状態で、該外周カッターの回動を抑止する廻止手段をデ
ィスクフレームに設けたことを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】請求項１に係る異径トンネルの地中接合シール
ド工法によれば、受入側シールド機と貫入側シールド機
とが接合地点に到達したら、受入側シールド機のカッタ
ーディスク装置周囲に設けた外周カッターをカッターデ
ィスク装置内に格納した後、このカッターディスク装置
とシールド機構造体とを受入側シールド機のスキンプレ
ート内周に沿って後退させるとともに、このカッターデ
ィスク装置の後退動作に追動して貫入側シールド機を受
入側シールド機のスキンプレート内に貫入し、このスキ
ンプレート内周に設けたチューブシールを膨出させれ
ば、このチューブシールと貫入側シールド機の胴体外径
面部との間でメカニカルに止水して地中接合が完了す
る。

【００１７】請求項２に係る異径トンネルの地中接合シ
ールド機によれば、受入側シールド機のカッターディス
ク装置周囲に設けた外周カッターを突出させた状態では
受入側シールド機の外径まで掘削することができるシー
ルド機となり、この外周カッターをカッターディスク装
置内に格納し、このカッターディスク装置をシールド機
構造体とともにスキンプレートの内側で軸方向に相対移
動させて後退させるとともに、このスキンプレートの内
側に貫入側シールド機を貫入し、スキンプレートの先端
部内周に設けたチューブシールを膨出させれば、大径の
受入側シールド機と小径の貫入側シールド機とを地中で
同心上に接合することができる。

【００１８】請求項３に係る地中接合シールド工法にお
ける受入側シールド機のカッターディスク装置によれ
ば、受入側シールド機のスキンプレート内径よりも小径
に形成したカッターディスクのカッターディスク装置周
囲から外周カッターを突出させれば、この外周カッター
により受入側シールド機の外径まで掘削することができ
るカッターディスク装置となり、外周カッターをカッタ
ーディスク装置内に格納すれば、カッターディスク装置
を受入側シールド機のスキンプレート内径よりも小径に
できる地中接合シールド機における受入側シールド機の
カッターディスク装置となる。

【００１９】請求項４に係る地中接合シールド機のカッ
ターディスク装置によれば、上記請求項３のカッターデ
ィスク装置における作用を奏するとともに、外周カッタ
ーの基端部に設けた支持部をディスクフレームに設けた
支持軸で支持して外周カッターの基端部を駆動手段によ
り回動させれば、上記支持軸を回動中心にして外周カッ
ターをカッターディスク装置の周囲から突出又は格納さ
せることができる。

【００２０】請求項５に係る地中接合シールド機のカッ
ターディスク装置によれば、上記請求項３又は請求項４
のカッターディスク装置における作用を奏するととも
に、ディスクフレームに設けた廻止手段により外周カッ
ターを突出させた状態で回動を抑止することができる。

【００２１】

【実施例】以下、この出願に係る発明の一実施例を図面
に基づいて説明する。図１は第１実施例における地中接
合シールド機のカッターディスク部を示す図面であり、
(a) は正面図，(b) はＡ−Ａ断面図である。また、図２
(a),(b),(c)は、図１に示すシールド機による地中接合
シールド工法を示す工程図であり、図３は同地中接合部
のチューブシールを示す断面図である。

【００２２】図示するように、大径側トンネルを掘削す
るための受入側シールド機Ｂ₁ のスキンプレートＰは、
大径側トンネルを形成する外径を有するとともに、この
大径側トンネルと接合するための小径側トンネルを掘削
する貫入側シールド機Ｓ（図２参照）が貫入できる内径
を有しており、この内径は、貫入側シールド機Ｓの外径
よりも小径でほぼ一致した径に形成されている。また、
このスキンプレートＰの内周先端部にはチューブシール
１が設けられている。

【００２３】このチューブシール１は、図３に示す接合
部の断面図のように、スキンプレートＰ内周先端部の全
周にわたって設けられており、スキンプレートＰの内周
に形成された環状溝Ｐａ内に設けられている。そして、
このチューブシール１は、図示しない箇所から内部に空
圧，水圧，油圧等の流体圧を作用させればシール部１ａ
が膨出するように構成されたものであり、スキンプレー
トＰ内に収納されて表面がスキンプレートＰの内周面と
同一面になっており、この実施例では図１(b)に示すよ
うにその内側に内周リング２ａが設けられている。

【００２４】また、上記スキンプレートＰの内側には、
シールド機の軸方向に相対移動可能なようにシールド機
構造体２が設けられており、このシールド機構造体２
は、図示しない駆動手段によりスキンプレートＰの内面
を摺動しながら後退できるように構成されている。

【００２５】なお、この実施例では、通常の掘削時にチ
ューブシール１の表面を保護するための内周リング２ａ
を設けているが、チューブシール１の表面がシールド機
構造体２に密接して保護されるようにしてもよい。

【００２６】また、図示していないが、上記スキンプレ
ートＰの前端部には、貫入側シールド機Ｓを受入側シー
ルド機Ｂ₁ に貫入する時に貫入側シールド機Ｓの胴体外
径面部の付着土を洗浄するための洗浄ノズルが複数個設
けられており、この洗浄ノズルはシールド機構造体２側
に設けられた洗浄装置に接続されている。

【００２７】そして、上記シールド機構造体２の前面に
はカッターディスク装置Ｄ₁ が設けられている。このカ
ッターディスク装置Ｄ₁ のディスクフレーム３は、その
外径が上記スキンプレートＰの内径よりも小径に形成さ
れており、このディスクフレーム３にスキンプレートＰ
の外径まで掘削できる外周カッター４が設けられてい
る。この実施例では、各ディスクフレーム３に外周カッ
ター４を設けることによりカッターディスク装置Ｄ₁ の
周囲に複数本設けているが、この本数はシールド機の大
きさや掘削地盤等により適宜決定すればよい。

【００２８】この外周カッター４は、カッターディスク
装置Ｄ₁ の周囲から突出／格納自在なように設けられて
おり、この第１実施例では、カッターディスク装置Ｄ₁
の側部からディスクフレーム３の各フレーム部材３ａの
外方延長線上へ突出、あるいは格納できるように構成さ
れている。この外周カッター４を突出又は格納させる構
成は、外周カッター基端部４ａに設けられた支持部５
を、ディスクフレーム３のフレーム部材３ａに設けられ
た支持軸６により回動自在に支持するとともに、上記支
持部５にアーム部材７を設け、このアーム部材７をフレ
ーム部材３ａに基端部８ａを軸支された駆動手段たる傾
動ジャッキ８により回動させるものである。なお、駆動
手段たる傾動ジャッキ８は、油圧，空圧等の流体圧シリ
ンダが構成上簡単で好ましい。

【００２９】一方、上記外周カッター４は、突出させた
状態ではスキンプレートＰの外径まで掘削する通常の掘
削用カッターとして機能するため、常に掘削力に抗して
突出状態を維持しなければならない。そこで、この実施
例では、外周カッター４の回動を抑止する廻止手段たる
廻止めピン９を設けている。この廻止めピン９は、ディ
スクフレーム３に設けられたピン伸縮ジャッキ１０によ
り外周カッター４の背面側へ伸縮可能なよう構成された
ものであり、廻止めピン９を伸長させて外周カッター４
の背面に設けられた係止孔４ｂに挿入することにより回
動を抑止するよう構成されている。このピン伸縮ジャッ
キ１０を油圧駆動で構成すれば、油圧回路を遮断するこ
とにより伸縮状態を容易に保持することができるため、
構造上簡単で好ましい。また、外周カッター４を回動さ
せて突出させた状態では、外周カッター４の一側面がフ
レーム部材３ａに当接しているので、この面でも回動抑
止効果を発揮している。

【００３０】以上のように構成された第１実施例の地中
接合シールド工法における受入側シールド機Ｂ₁ によれ
ば、図１および図２(a),(b),(c) に示すようにして地中
接合が行われる。

【００３１】すなわち、図１に示すように、受入側シー
ルド機Ｂ₁ の外周カッター４を突出させた状態で掘削し
て、図２(a) に示すように、受入側シールド機Ｂ₁ と貫
入側シールド機Ｓとが接合地点に到達したら、図１に示
すピン伸縮ジャッキ１０を縮ませて廻止めピン９を縮め
て外周カッター４の係止孔４ｂとの係止を解除し、傾動
ジャッキ８を伸長させることによりアーム部材７で支持
軸６を回動中心にして外周カッター４を回動させて図２
(b) に示すようにカッターディスク装置Ｄ₁ 内に格納す
る。その後、図２(c) に示すように、このカッターディ
スク装置Ｄ₁ とシールド機構造体２とを受入側シールド
機Ｂ₁ のスキンプレートＰ内周に沿って後退させるとと
もに、この後退動作に追動して貫入側シールド機Ｓを受
入側シールド機Ｂ₁ のスキンプレートＰ内に貫入する。
つまり、受入側シールド機Ｂ₁ のカッターディスク装置
Ｄ₁ の前面と貫入側シールド機Ｓのカッターディスク装
置前面とをほぼ一定距離に保った状態で、受入側シール
ド機Ｂ₁ のカッターディスク装置Ｄ₁ を後退させなが
ら、同時に貫入側シールド機ＳをスキンプレートＰ内に
貫入して行く。この時、シールド機構造体２とともに内
周リング２ａも後退して、チューブシール１がスキンプ
レートＰの内周側に露出する。そして、この状態でチュ
ーブシール１を膨出させれば、貫入側シールド機Ｓの胴
体外径面部とスキンプレートＰの内周部とがメカニカル
に止水される。

【００３２】なお、チューブシール１により止水した接
合部は、図３に示すようにチューブシール１のシール部
１ａが貫入側シールド機Ｓの胴体外径面部に接してお
り、この状態で外部から水圧が作用したとしても、シー
ル部材１ａが貫入側シールド機Ｓの胴体外径面部を押圧
してシール効果を増すように作用するので止水効果を増
加させることができる。

【００３３】従って、異径トンネルを接合する場合であ
っても、立坑を設けることなく地中で同心上に異径のシ
ールド機を容易に接合することができるため、異径トン
ネル工事の工期を大幅に短縮するとともに工費を大幅に
低減することが可能となる。

【００３４】なお、貫入側シールド機Ｓのカッターディ
スク周囲に設けられたサイドオーバーカッターが突出し
ている場合には、受入側シールド機Ｂ₁ に貫入する前に
格納する。

【００３５】また、上記第１実施例では、外周カッター
４をアーム部材７を介して傾動ジャッキ８により回動さ
せる構成であるため、簡単な構造で外周カッター４の突
出又は格納の機構を構成することができる。

【００３６】ところで、上記受入側シールド機Ｂ₁ と貫
入側シールド機Ｓとの地中接合は、近年のセンサ技術を
用いれば数千ｍのトンネルを接合しても心ずれが数mm〜
数十mm程度の誤差で接合することが可能である。従っ
て、受入側シールド機Ｂ₁ のスキンプレートＰ内径と貫
入側シールド機Ｓの外径との差は、例えば３０mm程度の
差があればよく、上記チューブシール１の膨出量も約２
０mm〜３０mm程度であればよい。なお、この径差および
膨出量は、シールド機の大きさや掘削条件等により最適
値を設定すればよく、上記例に限定されるものではな
い。

【００３７】一方、受入側シールド機Ｂ₁ による掘削と
貫入側シールド機Ｓによる掘削とが期間的（例えば、数
カ月〜数年等）に差を生じた場合には、受入側シールド
機Ｂ₁ のカッターディスク装置Ｄ₁ の外周カッター４を
突出させた状態で大径トンネルを接合地点まで掘削した
後、この外周カッター４をカッターディスク装置Ｄ₁内
に格納してシールド機構造体２とともに後退する時に、
その空間に土砂に代わる固化材等を注入しながら後退さ
せ、後日、貫入側シールド機Ｓが接合地点に到達したら
上記固化材等を掘削しながら受入側シールド機Ｂ₁ のス
キンプレートＰ内に貫入して地中接合を行うようにすれ
ばよい。

【００３８】このように受入側シールド機Ｂ₁ のカッタ
ーディスク装置Ｄ₁ を先に後退させることにより、上記
期間的な差を生じても受入側シールド機Ｂ₁ を先に解体
することができるため、トンネル工事に要する工期を短
縮することができる。

【００３９】次に、第２実施例を図４(a) に示す地中接
合シールド機の正面図と(b) に示すＢ−Ｂ断面図に基づ
いて説明する。この第２実施例は、上述した第１実施例
とカッターディスク装置の構成のみが異なっており、受
入側シールド機のスキンプレートＰおよびシールド機構
造体２は第１実施例と同一のため、同一構成には同一符
号を付して説明は省略する。なお、貫入側シールド機Ｓ
も同一である。

【００４０】図示するように、受入側シールド機Ｂ₂ の
スキンプレートＰ内側にはシールド機構造体２が設けら
れ、このシールド機構造体２の前面にはカッターディス
ク装置Ｄ₂ が設けられており、このカッターディスク装
置Ｄ₂ とともにシールド機構造体２が、図示しない駆動
手段によりスキンプレートＰの内面を摺動しながら後退
できるように構成されている。

【００４１】上記カッターディスク装置Ｄ₂ は、上述し
た第１実施例と同様に、ディスクフレーム１１の外径が
上記スキンプレートＰの内径よりも小径に形成されてお
り、このディスクフレーム１１にスキンプレートＰの外
径まで掘削できる外周カッター１２が設けられている。
この外周カッター１２の本数は上述した第１実施例と同
様に適宜決定すればよい。

【００４２】この外周カッター１２は、カッターディス
ク装置Ｄ₂ の周囲から突出／格納自在なように設けられ
ており、この実施例でも、カッターディスク装置Ｄ₂ の
側部からディスクフレーム１１の各フレーム部材１１ａ
の外方延長線上へ突出、あるいは格納できるように構成
されている。この第２実施例における外周カッター１２
を突出又は格納させる構成は、外周カッター基端部１２
ａの中央部に設けられた支持部１３を、ディスクフレー
ム１１のフレーム部材１１ａに設けられた支持軸１４に
より回動自在に支持するとともに、上記基端部１２ａの
一側方後部に回動軸１５を設け、この回動軸１５をフレ
ーム部材１１ａに基端部１６ａを軸支された駆動手段た
る傾動ジャッキ１６により回動させるものである。な
お、１１ｂは傾動ジャッキ１６先端のガイド部材であ
る。また、この傾動ジャッキ１６も、油圧，空圧等の流
体圧シリンダが構成上簡単で好ましい。

【００４３】一方、この第２実施例においても、外周カ
ッター１２を突出させた状態で掘削力に抗して外周カッ
ター１２の回動を抑止するための廻止手段が設けられて
いる。この廻止手段は、上記外周カッター１２ａの支持
部１３に平行面１３ａを形成し、この平行面１３ａに嵌
入できる平行面１７ａを先端に有するＵ字状の廻止部材
１７を設け、この廻止部材１７をフレーム部材１１ａの
内面に設けられたガイド部材１８に沿って摺動させるス
ライドジャッキ１９を設けることにより構成されてい
る。なお、スライドジャッキ１９の基端部１９ａはフレ
ーム部材１１ａに軸支されている。

【００４４】従って、外周カッター１２を突出させた状
態で廻止部材１７を支持部１３に嵌入すれば、外周カッ
ター１２の回動を廻止部材１７とガイド部材１８とを介
してディスクフレーム１１のフレーム部材１１ａにより
抑止するため、大きな掘削反力に対抗することが容易に
可能となる。また、この第２実施例でも、外周カッター
１２を回動させて突出させた状態では、外周カッター１
２の一側面がフレーム部材１１ａに当接しているので、
この面でも回動抑止効果を発揮している。

【００４５】以上のように構成された第２実施例の地中
接合シールド工法における受入側シールド機Ｂ₂ によれ
ば、図４および図５(a),(b),(c) に示すようにして地中
接合が行われる。

【００４６】すなわち、図４に示すように、受入側シー
ルド機Ｂ₂ の外周カッター１２を突出させた状態で掘削
して、図５(a) に示すように、受入側シールド機Ｂ₂ と
貫入側シールド機Ｓとが接合地点に到達したら、図４に
示すスライドジャッキ１９により廻止部材１７をガイド
部材１８に沿って後退させて外周カッター１２の支持部
１３における係止を解除し、傾動ジャッキ１６を縮める
ことにより回動軸１５を回動させて支持部１３を回動中
心にして外周カッター１２を回動させ図５(b)に示すよ
うにカッターディスク装置Ｄ₂ 内に格納する。そして、
図５(c) に示すように、このカッターディスク装置Ｄ₂
とシールド機構造体２とを受入側シールド機Ｂ₂ のスキ
ンプレートＰ内周に沿って後退させるとともに、このカ
ッターディスク装置Ｄ₂ の後退動作に追動して貫入側シ
ールド機Ｓを受入側シールド機Ｂ₂ のスキンプレートＰ
内に貫入し、この状態で受入側シールド機Ｂ₂ のスキン
プレートＰ内周に設けたチューブシール１を膨出させれ
ば、貫入側シールド機Ｓの胴体外径面部とスキンプレー
トＰの内周部とでメカニカルに止水することができる。

【００４７】従って、異径トンネルを接合する場合であ
っても、立坑を設けることなく地中で同心上に接合する
ことができるため、異径トンネル工事の工期を大幅に短
縮するとともに工費を大幅に低減することができる。

【００４８】なお、チューブシール１による止水効果は
上述した第１実施例と同一であり、また、受入側シール
ド機Ｂ₂ による掘削と貫入側シールド機Ｓによる掘削と
が期間的に差を生じた場合には、上述した第１実施例と
同様にすればよい。

【００４９】以上説明した第１，第２実施例のようにし
て大径の受入側シールド機Ｂ₁,Ｂ₂に小径の貫入側シー
ルド機Ｓを貫入して地中接合するシールド工法によれ
ば、図６の側断面図に示すように、受入側シールド機Ｂ
₁,Ｂ₂ のスキンプレートＰ内周に設けられたチューブシ
ール１により貫入側シールド機Ｓの胴体外径面部との間
でメカニカルに止水することができるため、異径トンネ
ルを地中で同心上に接合して異径トンネル工事の工期を
短縮して工費を低減することが可能となる。

【００５０】なお、上述した第１，第２実施例では、互
いに異なった方向に外周カッター４，１２を格納するよ
うに構成しているが、格納方向は使用条件等により決定
すればよい。

【００５１】

【発明の効果】この出願に係る発明は、以上説明したよ
うに構成しているので、以下に記載するような効果を奏
する。

【００５２】請求項１に係る異径トンネルの地中接合シ
ールド工法によれば、大径の受入側シールド機と小径の
貫入側シールド機とが接合地点に到達したら、受入側シ
ールド機の外周カッターをカッターディスク装置内に格
納した後、このカッターディスク装置を受入側シールド
機のスキンプレート内径に沿って後退させるとともに、
このカッターディスク装置の後退動作に追動して貫入側
シールド機を受入側シールド機のスキンプレート内に貫
入し、スキンプレート内周のチューブシールを膨出させ
ればチューブシールと貫入側シールド機の胴体外径面部
との接合部でメカニカルに止水して地中接合が完了する
ので、異径トンネルを地中で同心上に接合できるシール
ド工法が実現できるため、異径トンネル工事の工期を短
縮して工費を低減することが可能となる。

【００５３】請求項２に係る異径トンネルの地中接合シ
ールド機によれば、受入側シールド機のカッターディス
ク装置周囲に設けた外周カッターを突出させた状態では
受入側シールド機の外径まで掘削することができるシー
ルド機となり、この外周カッターをカッターディスク装
置内に格納し、このカッターディスク装置をシールド機
構造体とともにスキンプレートの内側で軸方向に相対移
動させて後退させるとともに、このスキンプレートの内
側に貫入側シールド機を貫入し、スキンプレートの先端
部内周に設けたチューブシールを膨出させれば、大径の
受入側シールド機と小径の貫入側シールド機とをメカニ
カルに止水して地中で同心上に接合することができるた
め、異径トンネル工事の工期を短縮して工費を低減する
ことが可能となる。

【００５４】請求項３に係る地中接合シールド工法にお
ける受入側シールド機のカッターディスク装置によれ
ば、受入側シールド機のスキンプレート内径よりも小径
に形成したカッターディスクのカッターディスク装置周
囲から外周カッターを突出させれば、この外周カッター
により受入側シールド機の外径まで掘削することができ
るカッターディスク装置となり、外周カッターをカッタ
ーディスク装置内に格納すれば、カッターディスク装置
を受入側シールド機のスキンプレート内径よりも小径に
できる地中接合シールド機における受入側シールド機の
カッターディスク装置となり、この大径の受入側シール
ド機に小径の貫入側シールド機を貫入すればシールド機
を地中接合による異径トンネル工事の工期を短縮して工
費を低減することが可能となる。

【００５５】請求項４に係る地中接合シールド機のカッ
ターディスク装置によれば、上記請求項３のカッターデ
ィスク装置における効果を奏するとともに、外周カッタ
ーの基端部を駆動手段により回動させれば、ディスクフ
レームの支持軸を回動中心にしてカッターディスク装置
の周囲から外周カッターを容易に突出又は格納させるこ
とができる地中接合シールド機を実現することができ、
異径トンネル工事の工期を短縮して工費を低減すること
が可能となる。

【００５６】請求項５に係る地中接合シールド機のカッ
ターディスク装置によれば、上記請求項３又は請求項４
のカッターディスク装置における効果を奏するととも
に、ディスクフレームに設けた廻止手段により外周カッ
ターを突出させた状態で回動を抑止すれば、外周カッタ
ーに作用する掘削力に抗して突出した状態を維持するこ
とが容易にでき、異径トンネル工事の工期を短縮して工
費を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願に係る第１実施例の地中接合シールド
機のカッターディスク部を示す図面であり、(a) は正面
図，(b) はＡ−Ａ断面図である。

【図２】(a),(b),(c) は、図１に示す地中接合シールド
機による地中接合シールド工法を示す工程図である。

【図３】地中接合部のチューブシールを示す断面図であ
る。

【図４】この出願に係る第２実施例の地中接合シールド
機のカッターディスク部を示す図面であり、(a) は正面
図，(b) はＢ−Ｂ断面図である。

【図５】(a),(b),(c) は、図３に示す地中接合シールド
機による地中接合シールド工法を示す工程図である。

【図６】この出願に係る地中接合シールド工法により地
中接合したシールド機を示す側断面図である。

【符号の説明】

１…チューブシール ２…シールド機構造体 ３…ディスクフレーム ４…外周カッター ５…支持部 ６…支持軸 ７…アーム部材 ８…傾動ジャッキ ９…廻止めピン １０…ピン伸縮ジャッキ １１…ディスクフレーム １２…外周カッター １３…支持部 １４…支持軸 １５…回動軸 １６…傾動ジャッキ １７…廻止部材 １８…ガイド部材 １９…スライドジャッキ Ｐ…スキンプレート Ｓ…貫入側シールド機 Ｂ₁,Ｂ₂ …受入側シールド機 Ｄ₁,Ｄ₂ …カッターディスク装置

フロントページの続き (72)発明者 改発 清秀 兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番３ 号 川崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 吉村 宗男 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 颯田 敏和 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 上木 泰裕 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 尾藤 政招 東京都港区元赤坂１丁目３番８号 鹿島建 設株式会社東京支店内 (72)発明者 中川 毅 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受入側シールド機と貫入側シールド機と
   が接合地点に到達したら、受入側シールド機のカッター
   ディスク装置周囲に設けた外周カッターをカッターディ
   スク装置内に格納した後、該カッターディスク装置とシ
   ールド機構造体とを受入側シールド機のスキンプレート
   内周に沿って後退させるとともに、該カッターディスク
   装置の後退動作に追動して貫入側シールド機を受入側シ
   ールド機のスキンプレート内に貫入し、該スキンプレー
   ト内周に設けたチューブシールを膨出させて貫入側シー
   ルド機の胴体外径面部で止水したことを特徴とする異径
   トンネルの地中接合シールド工法。
2. 【請求項２】 大径の受入側シールド機と小径の貫入側
   シールド機とを地中で同心上に接合する地中接合シール
   ド工法における受入側シールド機であって、 前記受入側シールド機に、前記貫入側シールド機の外径
   よりも大径でほぼ一致した内径を有するスキンプレート
   を設けるとともに、該スキンプレートの先端部内周にチ
   ューブシールを設け、該スキンプレートの内側に該シー
   ルド機の軸方向に相対移動可能なシールド機構造体を設
   け、該シールド機構造体の前面に前記スキンプレートの
   内径よりも小径のカッターディスク装置を設け、該カッ
   ターディスク装置の周囲に該受入側シールド機の外径ま
   で掘削できる外周カッターを突出／格納自在に設けたこ
   とを特徴とする異径トンネルの地中接合シールド機。
3. 【請求項３】 大径の受入側シールド機と小径の貫入側
   シールド機とを地中で同心上に接合する地中接合シール
   ド工法における受入側シールド機のカッターディスク装
   置において、 前記カッターディスク装置のディスクフレームを該受入
   側シールド機のスキンプレート内径よりも小径に形成
   し、該カッターディスク装置の周囲に該受入側シールド
   機の外径まで掘削できる外周カッターを突出／格納自在
   に設けたことを特徴とする地中接合シールド機のカッタ
   ーディスク装置。
4. 【請求項４】 外周カッターの基端部に支持部を設け、
   該支持部を支持する支持軸をディスクフレームに設け、
   該支持軸を回動中心にして前記外周カッターの基端部を
   回動させる駆動手段をディスクフレームに設けて外周カ
   ッターを突出／格納自在に構成したことを特徴とする請
   求項３記載の地中接合シールド機のカッターディスク装
   置。
5. 【請求項５】 外周カッターを突出させた状態で、該外
   周カッターの回動を抑止する廻止手段をディスクフレー
   ムに設けたことを特徴とする請求項３又は請求項４記載
   の地中接合シールド機のカッターディスク装置。