JPH10184266A - シールド掘進機 - Google Patents
シールド掘進機Info
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- JPH10184266A JPH10184266A JP8341495A JP34149596A JPH10184266A JP H10184266 A JPH10184266 A JP H10184266A JP 8341495 A JP8341495 A JP 8341495A JP 34149596 A JP34149596 A JP 34149596A JP H10184266 A JPH10184266 A JP H10184266A
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Abstract
ネルを連続して構築できるシールド掘進機を得る。 【解決手段】 前端側に掘削機構を有し、後端側に開口
断面に沿う断面形状のトンネルを構築するテール部1a
を有する筒状の本体1と、本体1の内部に設けられ構築
されたトンネル6に反力を取りながら本体1を推進させ
る推進用ジャッキ20と、テール部1aの後端部内周面
の全周に設けられて構築されたトンネル6の外周面とテ
ール部1aの内周面との隙間から地下水及び土砂が進入
するのを防止するテールシール7とを備えたシールド掘
進機において、テール部1aの後端部に任意の断面形状
を有する複数の鋼殻2,3,4,5を着脱可能に設置
し、掘進途中において複数の鋼殻2,3,4,5を同時
又は順次に放出し、テール部1a開口断面積を任意に拡
大できるようにした。
Description
の変化するトンネルを構築できるシールド掘進機に関す
るものである。
トンネルの一部の断面を変化させるには、断面を変化さ
せたい区間において開削工事を行ったり、あるいは薬液
注入等により地盤改良した後に既設トンネルの一部を撤
去して地中にてトンネルの再構築工事を行ったりしてい
た。また、断面を変化させたい区間だけ外径の異なるシ
ールド掘進機を用いて掘削する場合もある。
事を行うには、少なくとも地上用地の確保が必要にな
り、さらにトンネル土被りが深い場合には開削作業自体
も大規模な工事となるため、大幅なコストアップにつな
がるという問題点があった。また、地中にてトンネルの
再構築工事を行う方法の場合には、薬液注入等の補助工
事によるコストアップのほか、安全面でも十分に配慮す
る必要があった。さらに、外形の異なるシールド掘進機
を使用する方法の場合には、シールド掘進機の製作費用
が追加されるほか、シールド掘進機を発進させるための
新たな発進立坑を設置する必要があり、大幅なコストア
ップにつながるという欠点があった。さらにまた、上記
いずれの方法でも、シールド掘進機の進行に従って連続
的にトンネルを構築することはできず、工期の短縮化と
いう観点からは、いずれの方法も好ましいとは言えなか
った。
されたものであり、トンネルの断面径や断面形状の変化
するトンネルを連続して構築できるシールド掘進機を得
ることを目的としている。
進機は、前端側に掘削機構を有し、後端側に開口断面に
沿う断面形状のトンネルを構築するテール部を有する筒
状の本体と、該本体の内部に設けられ構築されたトンネ
ルに反力を取りながら前記本体を推進させる推進用ジャ
ッキと、前記テール部の後端部内周面の全周に設けられ
て構築されたトンネルの外周面と前記テール部の内周面
との隙間から地下水及び土砂が進入するのを防止するテ
ールシールとを備えたシールド掘進機において、前記テ
ール部の後端部に任意の断面形状を有する複数の鋼殻を
着脱可能に設置し、掘進途中において前記複数の鋼殻を
同時又は順次に放出し、前記テール部開口断面積を任意
に拡大できるようにしたものである。
トンネルを構築できるリング形状であることを特徴とす
るものである。
1ヶ所以上で着脱可能に固定されるとともに、本体側と
の固定が解除された場合には、掘進方向に対して後方に
スライドして前記本体の外部へ放出可能に配置されてい
ることを特徴とするものである。
いてテール開口部の周壁の一部となりうるすべての部分
にテールシールが設けられると共に、前記複数の鋼殻は
テールシールが設けられていないすべての部分に、本体
に設けられたテールシール又は周辺に配置された他の鋼
殻に設けられたテールシールが接触するように配置され
ていることを特徴とするものである。
トンネル掘削時に必要とされる本数を有し、これらのう
ちの一部がトンネル断面の形状変化に対応して移動可能
に構成されると共に使用する本数を任意に選択できるこ
とを特徴とするものである。
ある。図において、1はシールド掘進機、2乃至5はシ
ールド掘進機1のテール部1a後端部に設置された鋼
殻、6は複数のセグメントによって構築されつつあるト
ンネルである。鋼殻2,3は四角柱からなり、それぞれ
テール部1aの右左に上下に亘って配置されている。鋼
殻4は四角柱からなり、テール部1aの上部側に鋼殻
2,3に亘って配置されている。また、鋼殻5は矩形の
リング状であり、鋼殻2,3,4の内側に配置されてい
る。鋼殻2乃至5はテール部1a又は隣接する鋼殻に図
示しないボルトによって連結されている。
周面に、その全周に亘って設けられたテールシールであ
り、テール部1aと鋼殻2,3,4,5との隙間から地
下水や土砂が浸入するのを防止している。8,9,10
はそれぞれ鋼殻2,3,4の一側に設けられたテールシ
ールであり、それぞれ鋼殻2と鋼殻4及び鋼殻5との
間、鋼殻3と鋼殻4及び鋼殻5との間、鋼殻4と鋼殻5
との間をシールしている。また、11は鋼殻5の内周
に、その全周に亘って設けられたテールシールであり、
鋼殻5とトンネル6との間のシールをしている。
面図、図3は図2における矢視A−A断面図、図4は図
2における矢視B−B断面図である。図2乃至図4に基
づいてシールド掘進機1の構成を詳細に説明する。図に
おいて、15はシールド掘進機1のテール部1aと鋼殻
2を連結するボルト、16は鋼殻2と鋼殻5を連結する
ボルト、17は鋼殻5と鋼殻3を連結するボルト、18
は鋼殻3とシールド掘進機1のテール部1aを連結する
ボルトである。このように、鋼殻2乃至5はボルトによ
って直接又は間接にシールド掘進機1のテール部1aに
着脱可能に連結されているのである。このときシールド
掘進機1のテール部1aの後面をトンネル6側から見る
と図3に示すように、鋼殻2乃至5及びテールシール7
乃至11によって完全に塞がれた状態になっている。
1の内部に設けられ後述の推進用ジャッキを支持するガ
ーダ部であり、このガーダ部19には複数の掘進用ジャ
ッキ20が移動可能に設置されている。ここで、掘進用
ジャッキ20について図4に基づいて説明する。掘進用
ジャッキ20は図4に示すようにシールド掘進機1の内
面の四隅に固定された4つの固定ブロック31乃至34
及びシールド掘進機1の内面に移動可能に設置された複
数のスライドブロック35乃至42に取り付けられてい
る。なお、スライドブロック35乃至38はその周囲に
設けられたガイドに案内されて図中上下方向に移動可能
であり、またスライドブロック39,40も同様にその
周囲に設けられたガイドに案内されて図中左右方向に移
動可能であり、さらにスライドブロック41,42も同
様にその周囲に設けられたガイドに案内されて図中左右
及び上下方向に移動可能である。図4においては、推進
に使用されている推進ジャッキ20を黒丸で示し、使用
されていないものは白丸で示している。なお、スライド
ブロック35乃至42は、スライド手段としてジャッキ
式、ラック・ピニオン式、チェーン駆動式等の一般的な
方式のいずれかを用い、またスライド動作時以外はボル
トにより任意の位置に固定されているものとする。
ルを構築して行く工程の説明図である。以下、図5乃至
図7に基づくと共に図1乃至図4を参照しながらトンネ
ル構築の各工程と装置の動作について説明する。シール
ド掘進機1は発進後、図1に示すように鋼殻5の内部に
てトンネル6を構築しながら掘進し、トンネル断面の拡
大開始地点に到達すると、図5に示すように、鋼殻5を
既設トンネル6の先端部にボルト45,46によって連
結し、鋼殻5と鋼殻2,3を連結しているボルト16,
17及びその他の鋼殻5を拘束している全てのボルトを
外す。次に、推進用ジャッキ20を伸長させてシールド
掘進機1を掘進させると、鋼殻5はトンネル6の先端部
に連結固定されているので相対的にシールド掘進機1の
機外側へスライドする。
メント組立スペースに、図7に示すように、断面L字状
のセグメント47,48をその一片の外周面が鋼殻5の
外周面と面一になり他片の外周面が鋼殻5の端部及びト
ンネル6の端部に当接するように配置してトンネル6の
先端部に設置する。その後、推進用ジャッキ20が取り
付けられている移動ブロック35,36,41,42
を、図8に示すように、テール部1aの外周方向に移動
させ、推進用ジャッキ20の先端をセグメント47,4
8の端部に当接させて伸長させ、シールド掘進機1を掘
進させる。その後、セグメント47,48の端部を基準
にしてセグメントを構築することによって、図9に示
す、トンネル6よりも断面が拡幅したトンネル50を連
続的に構築できる。なお、トンネル50の構築中におい
ては、トンネル50の周面と鋼殻2,3,4及びテール
部1aとの隙間は、図10に示すように、テールシール
7乃至10によって塞がれているので、この隙間から地
下水や土砂がシールド掘進機1の内部に浸入することは
ない。
4を分離してトンネル51を構築し、鋼殻2,3を同時
に分離してトンネル52を構築すると、図11に示すよ
うな断面が順次拡大していくトンネルが連続的に構築で
きる。なお、トンネル51を構築してゆく際に使用する
推進用ジャッキ20の配置は図12に示す通りであり、
この際のトンネル51の周面のシール状態は図13に示
す通りである。なお、推進用ジャッキ20を図8に示す
配置から図12に示す配置にするには、スライドブロッ
ク35,41,42をスライドさせたのち、ガイド部1
00,101を取り外し、スライドブロック39,40
を内側にスライドさせるようにする。
用する推進用ジャッキ20の配置は図14に示す通りで
あり、この際のトンネル52の周面のシール状態は図1
5に示す通りである。なお、推進用ジャッキ20を図1
2に示す配置から図14に示す配置にするには、ガイド
部102,103を一旦取り外して、スライドブロック
41,42を外側にスライドさせたのち、ガーダ部の剛
性確保のために再びガイド部102,103を取り付け
るようにする。
ように、トンネルの断面が順次拡大してゆくに従って推
進用ジャッキ20が設置されている移動ブロックをテー
ル部1aの外周に向かって移動させると共に、使用する
推進用ジャッキ20の本数を増加させるようにするので
ある。このようにすることによって、必要最小限の推進
用ジャッキを効率良く使用できるのである。また、図
3、図10、図13及び図15から分かるように、トン
ネル断面が拡大してもトンネル外周面は常にシールテー
ルによって塞がれているので、ここから地下水や土砂が
シールド掘進機1の内部に浸入することがない。
断面を拡大する際に鋼殻をトンネル先端部のセグメント
にボルトによって固定する例を示したが、ボルト固定に
代えてトンネル先端部のセグメントと鋼殻を溶接するよ
うにしてもよい。また、鋼殻をトンネル先端部のセグメ
ントに固定することなく、鋼殻押出し専用のジャッキを
用いて、鋼殻をシールド掘進機の外側に押し出すように
してもよい。これらの点は、以下の実施の形態において
も同様である。
面が矩形状のシールド掘進機1を用いて、断面が順次拡
大して行くトンネルを構築する例を示したが、この実施
の形態2においては、断面が円形のシールド掘進機を用
いて断面が一旦縮小した後再び拡大するトンネルを構築
する例を示す。図16は本実施の形態に使用するシール
ド掘進機60の中心軸を通る水平断面図、図17は図1
6の矢視C−C断面図である。シールド掘進機60は断
面形状が円形である点を除き、他の基本構成は実施の形
態1のシールド掘進機1と基本的に同様である。
のテール部、61はガーダ部62に移動可能に支持され
た推進用ジャッキ、63はテール部60aに取り付けら
れて構築中のトンネル64とテール部60aとの隙間を
塞ぐシールテールである。
説明する説明図である。以下、図16乃至図22に基づ
いて本実施の形態の動作を説明する。シールド掘進機6
0は発進後、図16に示すようにテール部60aの内部
にてトンネル64を構築しながら掘進する。そして、ト
ンネル断面の縮小開始地点に到達すると、図18に示す
ように、トンネル64の先端部に断面L字状のセグメン
ト65を、一片の先端部をトンネル64の内周面に当接
させ、他片をトンネル64の進行方向に水平に向けて配
置してトンネル64の先端部に設置する。次に、外周面
がトンネル64と同一の曲率を有する弓形の鋼殻66,
67をセグメント65の前方に隣接配置し、ボルト6
8,69によってセグメント65に固定する。なお、鋼
殻66,67の直線部にはセグメント65に当接するテ
ールシール70,71が設けられている。
用ジャッキ61をシールド掘進機60の中心方向に移動
し、セグメント65の先端側を基準にして縮小した断面
でセグメントを組立て、トンネル75を構築する。な
お、トンネル75は外周面の両側が垂直壁で形成された
断面樽形をしている。トンネル75が少し構築されると
シールド掘進機60を掘進させて、テールシール70,
71がテールシール63と同位置になるまで鋼殻66,
67をシールド掘進機60に対して相対的にスライドさ
せる。その後、図19に示すように、機内にて鋼殻6
6,67と断面が同形状の鋼殻76,77を鋼殻66,
67の隣に配置し、テール部60aおよび鋼殻66,6
7にボルト78乃至81によって固定する。そして、新
たに設置された鋼殻76,77の内側にこれらの鋼殻7
6,77をガイドとしながらトンネル75のセグメント
を組み立ててゆく。
先端のセグメント65とを連結していたボルト68,6
9をすべて外してから掘進を開始する。このとき、鋼殻
66,67,76,77はテール部60aの内部に固定
されているので、テール部60aの後端断面が縮小した
ことになり、図20に示すように縮小した断面のトンネ
ル75を連続的に構築しながら掘進していくことができ
る。また、トンネル75の外周面には、図21に示すよ
うに、テールシール63,70,71が全周にわたって
接触しているので、この部分から地下水及び土砂が進入
するのを防止できる。さらに掘進して、断面の拡大開始
地点まで到達すると、前述の実施の形態1で説明したの
と同様の操作をして鋼殻66,67,76,77をシー
ルド掘進機60の機外側へ放出すれば、図22に示すよ
うにトンネル64と断面形状が同一のトンネル85の構
築が可能となる。以上のような工程を得て構築したトン
ネルの斜視図を図23に示す。
ば、途中で断面が縮小するトンネルを連続して構築でき
る。なお、図19で示したように、鋼殻76,77はト
ンネル75の構築を容易にするためのガイド的な役割を
する部材であり、省略することも可能である。
リング状の鋼殻をシールド掘進機のテール部に複数個保
持しておき、このリング状の鋼殻を順次放出しながら断
面径が順次拡大してゆくトンネルを連続的に構築すると
いうものである。図24は本実施の形態3に使用するシ
ールド掘進機90の中心軸を通る水平断面図、図25は
図24の矢視E−E断面図である。図24,25におい
て、90は断面矩形状のシールド掘進機、90aはシー
ルド掘進機90のテール部、91はガーダ部92に移動
可能に支持された推進用ジャッキである。
示しないボルトによってテール部90aに固定されてい
る矩形リング状の鋼殻である。94はテール部90aの
内周面に設置されてテール部90aと鋼殻93との隙間
を塞ぐシールテールである。また、95は鋼殻93の内
側に配置され図示しないボルトによって鋼殻93に固定
されたリング状の鋼殻であり、断面の外形が矩形で内形
が円形をしている。96は鋼殻93の内周面に設けら
れ、鋼殻93と鋼殻65の外周面との隙間を塞ぐシール
テールである。97は鋼殻95の内側に構築中の円筒状
のトンネル、98は鋼殻95の内周面に取り付けられて
鋼殻95の内周面と構築中のトンネル97との隙間を塞
ぐシールテールである。
0により、実施の形態1で説明したのと同様にして、ト
ンネルの断面を拡大する地点で鋼殻95,93を順次切
り離し、切り離された鋼殻を基準にして新たな拡大され
た断面のトンネルを構築することによって図26に示す
ように、断面が順次拡大するトンネル97,99,10
0を連続的に構築することができる。なお、上記の実施
の形態で示した断面形状は一例に過ぎず、本発明を利用
すれば、鋼殻の形状および配置のタイミングを変えるこ
とにより任意の断面に変化するトンネルの構築が可能で
ある。
いては、テール部の内部に任意の断面形状を有する複数
の鋼殻を着脱可能に設置し、掘進途中において前記複数
の鋼殻を同時又は順次に放出し、前記テール部開口面積
を任意に拡大できるようにしたので、土木的な補助工法
を必要とせずに断面の変化するトンネルを1台のシール
ド掘進機で連続的に構築でき、工事全体としてのコスト
を大幅に低減できる。
面に沿うトンネルを構築できるリング形状としたので、
リングの内形を変えるだけで断面形状の異なるトンネル
が容易に構築できる。
1ヶ所以上で着脱可能に固定されるとともに、本体側と
の固定が解除された場合には、掘進方向に対して後方に
スライドして前記本体の外部へ放出可能に配置されてい
るので、断面が順次拡大してゆくトンネルがスムーズか
つ連続的に構築できる。
テール開口部の周壁の一部となりうるすべての部分にテ
ールシールが設けられると共に、前記複数の鋼殻はテー
ルシールが設けられていないすべての部分に、本体に設
けられたテールシール又は周辺に配置された他の鋼殻に
設けられたテールシールが接触するように配置されてい
るので、順次構築されるトンネルの外周面と鋼殻又は本
体の隙間、本体と鋼殻との隙間及び各鋼殻相互の隙間は
常にテールシールで塞がれているので、地下水や土砂が
シールド掘進機の本体内部に浸入することがない。
ネル掘削時に必要とされる本数が備えられ、これらのう
ちの一部がトンネル断面の形状変化に対応して移動可能
に構成されると共に使用する本数を任意に選択できるよ
うにしたので、必要最小限の推進用ジャッキを効率良く
使用できる。
く工程の説明図である。
く工程の説明図である。
く工程の説明図である。
である。
く工程の説明図である。
行く途中でのテール部の説明図である。
図である。
図である。
行く途中でのテール部の説明図である。
図である。
行く途中でのテール部の説明図である。
図である。
行く工程の説明図である。
行く工程の説明図である。
行く工程の説明図である。
行く工程の説明図である。
図である。
る。
の斜視図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 前端側に掘削機構を有し、後端側に開口
断面に沿う断面形状のトンネルを構築するテール部を有
する筒状の本体と、該本体の内部に設けられ構築された
トンネルに反力を取りながら前記本体を推進させる推進
用ジャッキと、前記テール部の後端部内周面の全周に設
けられて構築されたトンネルの外周面と前記テール部の
内周面との隙間から地下水及び土砂が進入するのを防止
するテールシールとを備えたシールド掘進機において、 前記テール部の後端部に任意の断面形状を有する複数の
鋼殻を着脱可能に設置し、掘進途中において前記複数の
鋼殻を同時又は順次に放出し、前記テール部開口断面積
を任意に拡大できるようにしたことを特徴とするシール
ド掘進機。 - 【請求項2】 前記鋼殻の少なくとも一個は、その内周
面に沿うトンネルを構築できるリング形状であることを
特徴とする請求項1記載のシールド掘進機。 - 【請求項3】 前記鋼殻は、本体側と少なくとも1ヶ所
以上で着脱可能に固定されるとともに、本体側との固定
が解除された場合には、掘進方向に対して後方にスライ
ドして前記本体の外部へ放出可能に配置されていること
を特徴とする請求項1又は2記載のシールド掘進機。 - 【請求項4】 前記複数の鋼殻は、掘進途中においてテ
ール開口部の周壁の一部となりうるすべての部分にテー
ルシールが設けられていると共に、テールシールが設け
られていないすべての部分に、本体に設けられたテール
シール又は周辺に配置された他の鋼殻に設けられたテー
ルシールが接触するように配置されていることを特徴と
する請求項1乃至3のいずれかに記載のシールド掘進
機。 - 【請求項5】 前記推進用ジャッキは、最大径のトンネ
ル掘削時に必要とされる本数を有し、これらのうちの一
部がトンネル断面の形状変化に対応して移動可能に構成
されると共に使用する本数を任意に選択できることを特
徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のシールド掘
進機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34149596A JP3740620B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34149596A JP3740620B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | シールド掘進機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10184266A true JPH10184266A (ja) | 1998-07-14 |
| JP3740620B2 JP3740620B2 (ja) | 2006-02-01 |
Family
ID=18346508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34149596A Expired - Fee Related JP3740620B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | シールド掘進機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3740620B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007247210A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Mitsubishi Heavy Industries Tunneling Machinery & Geotechnology Co Ltd | トンネル可変断面施工法及び該施工法に用いられるトンネル掘削機 |
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| KR20180067826A (ko) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 강릉건설 주식회사 | 케이슨의 추진을 이용한 굴착방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109557128B (zh) * | 2018-12-10 | 2021-06-29 | 重庆大学 | 一种用于冻结施工的模拟试验箱 |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34149596A patent/JP3740620B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3740620B2 (ja) | 2006-02-01 |
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