JPH11247586A - シールド掘削機の推進方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールド掘削機によって掘削された掘削壁面
に六角形セグメントをトンネル周方向に千鳥状に組み合
わせながらトンネル覆工を構築する際に、推進ジャッキ
のロッドの短い伸長量でもってシールド掘削機を推進
し、トンネル覆工の前端面から前方に新たなセグメント
組立空間部を形成するようにしてシールド掘削機の長さ
を短く且つ曲線トンネルの施工が容易に行えるようにす
る。 【解決手段】 前端面が台形状の凹凸端面に形成された
トンネル覆工の前端面において、凸端面にシールド掘削
機の推進ジャッキのロッドを当接させて該ロッドをセグ
メント幅の1/2 だけ伸長させることにより、トンネル覆
工の凹端面の前方に六角形セグメントの組み込みが可能
な空間部を形成し、この空間部に新たな六角形セグメン
トを順次組み込んでいくことによってトンネル覆工を築
造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトンネル掘削壁面に
セグメントを組み立てることによって構築されるトンネ
ル覆工に推進反力を支持せながらトンネルを掘進するシ
ールド掘削機の推進方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、シールド掘削機によって掘削
された掘削壁面に複数個の六角形セグメントをトンネル
周方向に組み立てゝトンネル覆工を構築する場合、図1
2、図13に示すように、トンネル周方向に対向する六角
形セグメント32の前後傾斜端面同士を交互に千鳥状に接
合、連結することによって前半部がトンネル長さ方向に
突出させたセグメント32、32間にセグメントの後半部が
嵌合可能な凹部34を形成しながらトンネル覆工30を構築
し、周方向に千鳥状に連結したセグメント32の前端面に
よって形成している該トンネル覆工30の凹凸端面41、42
にシールド掘削機40の推進ジャッキ37を当接させて伸長
させることによりトンネルを掘進している。

【０００３】そして、推進ジャッキ37を伸長させてシー
ルド掘削機40の掘進長が六角形セグメント32におけるト
ンネル長さ方向の1/2 の幅に等しい長さになると、トン
ネル覆工30の凹端面42から前方に該六角形セグメント32
の前半部が配設可能な空間4Aが形成されるので、シール
ド掘削機40を一旦停止させたのち、前半部がトンネル長
さ方向に突出している六角形セグメント32、32間の上記
凹部34に一点鎖線で示すように新たな六角形セグメント
32の後半部を嵌合させ且つその前半部を上記トンネル覆
工30の凸端面41から前方に突出させた状態にして組み込
んでいる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記シ
ールド掘削機の推進方法によれば、推進ジャッキ37のロ
ッド端をトンネル覆工30の凸端面41ばかりでなく、凹端
面42にも当接させた状態で伸長させることによりシール
ド掘削機40を推進させているので、シールド掘削機40を
一旦停止させて所定の凹部34に新たなセグメント32の後
半部を組み込む場合においては、その組み込むためのト
ンネル長さ方向の空間幅を得るには、推進ジャッキのロ
ッド37a の伸縮長がセグメント32のトンネル長さ方向の
前後端間の幅Ｌ以上になるように構成しておかなければ
ならず、従って、推進ジャッキ37の長さが長くなって該
推進ジャッキ37を内周面に装着させるシールド掘削機40
のスキンプレート40a の長さも必然的に長大化し、コス
ト高になるばかりでなくスキンプレート40a の長さが長
くなると方向制御性が悪くなり、その上、発進立坑も大
きくしなければならず、不経済であるという問題点があ
った。

【０００５】また、トンネルの施工能率を向上させるた
めに、シールド掘削機40を停止させることなく掘進させ
ながら、トンネル覆工30の凹凸端面41、42における所望
の凹部34に新たなセグメント32を組み込んでいく方法に
おいては、上記のようにトンネル覆工30の凹端面42にも
推進ジャッキ37の推進反力を支持させた状態で推進させ
ると、トンネル覆工30の前端面に新たなセグメントを組
み込み可能となる空間を得るまでトンネルを掘進するに
は、上述したようにトンネル覆工30の凹端面42に当接さ
せた推進ジャッキ37のロッド37a をセグメント幅以上に
伸長させる必要があり、さらに、この状態から凹部34に
新たなセグメント32を組み込む作業中においても推進ジ
ャッキ37のロッド37a をセグメント幅の1/2 に相当する
長さだけ伸長させてシールド掘削機40の推進を続行させ
なければならないために、少なくともロッド37a の伸縮
長、即ち、実効作用長がセグメント幅の1.5 倍以上有す
る推進ジャッキ37を用いなければならない。

【０００６】従って、シールド掘削機40の掘進を停止さ
せることなくその掘進中にセグメントを同時施工する場
合においても、これらの推進ジャッキ37を装着している
シールド掘削機40のスキンプレート40a が長大化して曲
線トンネルの施工が困難となるばかりでなく、経済性等
において上述同様な問題点が生じることになる。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは推進ジャッキの実効
作用長が短いにもかかわらず、トンネル覆工の前端面に
新たなセグメントの組み込み可能な空間部を形成するこ
とができるシールド掘削機の推進方法を提供するにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係るシールド掘削機の推進方法
は、前半部をトンネル長さ方向に突出させたセグメント
間にセグメントの後半部が嵌合可能な凹部を形成しなが
ら複数個のセグメントをトンネル周方向に千鳥状に連結
して前端面が凹凸端面に形成されたトンネル覆工を構築
していくと共にこのトンネル覆工の前端面に推進ジャッ
キの推進反力を支持させてシールド掘削機を推進させる
推進方法において、上記トンネル覆工の凹凸端面を形成
した各セグメントに対応して設けられている推進ジャッ
キのうち、凸端面に対向する推進ジャッキのロッドのみ
を該凸端面を形成するセグメントの前端面に当接させて
伸長させることによりシールド掘削機を推進させること
を特徴としている。

【０００９】また、請求項２に係る発明は、前半部をト
ンネル長さ方向に突出させたセグメント間にセグメント
の後半部が嵌合可能な凹部を形成しながら複数個のセグ
メントをトンネル周方向に千鳥状に連結して前端面が凹
凸端面に形成されたトンネル覆工を構築していくと共に
このトンネル覆工の前端面に推進ジャッキの推進反力を
支持させてシールド掘削機を推進させる推進方法におい
て、トンネル覆工の上記凹部の少なくとも１個所にセグ
メントの後半部と同一形状を有する擬似セグメントを嵌
め込んで、上記トンネル覆工の凹凸端面を形成した各セ
グメントに対応して設けられている推進ジャッキのう
ち、この擬似セグメントと上記凸端面とに対応する推進
ジャッキのロッドをそれぞれ擬似セグメントの前端面と
凸端面とに当接させて伸長させることによりシールド掘
削機を推進させることを特徴としている。

【００１０】上記請求項１に記載のシールド掘削機の推
進方法において、請求項３に係る発明は、所定長さのト
ンネル掘削後、シールド掘削機を一旦停止させてトンネ
ル覆工の前端面の凹部にセグメントを組み込み、しかる
のち、シールド掘削機を推進させることを特徴とするも
のであり、請求項２に記載のシールド掘削機の推進方法
において、請求項４に係る発明は、所定長さのトンネル
掘削後、シールド掘削機を一旦停止させてトンネル覆工
の上記凹部に嵌め込んでいる擬似セグメントを取り外
し、しかるのち、該凹部に新たなセグメントを組み込む
ことを特徴としている。

【００１１】さらに、上記請求項３又は請求項４に記載
の発明において、請求項５に係る発明は、トンネル覆工
の上記各凹凸端面に対応してシールド掘削機のスキンプ
レートの内周面に装着されている上記全ての推進ジャッ
キのシリンダ部の長さをトンネル長さ方向に向けている
セグメントの前後端面間の幅の1/2 〜１倍の長さに形成
した構造としている。

【００１２】又、上記請求項１に記載のシールド掘削機
の推進方法において、請求項６に係る発明は、シールド
掘削機を停止させることなく推進させながらトンネル覆
工の前端面の凹部にセグメントを組み込んでいくことを
特徴とするものであり、上記請求項２又は請求項６に記
載のシールド掘削機の推進方法において、請求項７に係
る発明は、トンネル覆工の上記凹部のうち、新たにセグ
メントを組み込む凹部以外の凹部に上記擬似セグメント
を嵌め込み、トンネル覆工の凹凸端面を形成した各セグ
メントに対応して設けられている推進ジャッキのうち、
この擬似セグメントと凸端面とに対応する推進ジャッキ
のロッドをそれぞれ擬似セグメントの前端面と凸端面と
に当接させて伸長させ、シールド掘削機を停止させるこ
となく推進しながらトンネル覆工における擬似セグメン
トが設けられていない凹部にセグメントを組み込んでい
くことを特徴としている。

【００１３】さらに、請求項６又は請求項７に記載の発
明において、請求項８に係る発明はトンネル覆工の上記
各凹凸端面に対応してシールド掘削機のスキンプレート
の内周面に装着されている上記全ての推進ジャッキのシ
リンダ部の長さをトンネル長さ方向に向けているセグメ
ントの前後端面間の幅の１〜1.5 倍の長さに形成した構
造としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】シールド掘削機によって掘削した
掘削壁面に複数個のセグメントを周方向に連結しながら
施工してトンネル覆工を行う。この際、先に施工したセ
グメントと次に施工するセグメントとはトンネル長さ方
向の幅の半部分を前後方向に交互にずらした状態となる
ように組立てる。このようにして複数個のセグメントを
トンネル周方向にリング状に組立てると、前半部が前方
に向かって突出したセグメント間にセグメントの後半部
が嵌合可能な凹部が形成され、この凹部に上記前半部が
前方に突出したセグメント間に組立てられているセグメ
ントの前端面が露出した状態となる。従って、前半部を
前方に突出させているセグメントの前端面が凸端面で、
凹部に露出しているセグメントの前端面が凹端面となっ
たトンネル覆工が形成される。一方、上記シールド掘削
機には１リング分のトンネル覆工を形成する複数個のセ
グメントにそれぞれ対応させて複数本の推進ジャッキが
配設されている。

【００１５】上記推進ジャッキによってシールド掘削機
を掘進させるには、トンネル覆工の凹凸端面を形成して
いるセグメントのうち、凹端面に対応する推進ジャッキ
のロッドを収縮させた状態にしておく一方、凸端面を形
成しているセグメントの前端面に対応する推進ジャッキ
のロッドを該凸端面に当接させてシールド掘削機の推進
反力を支持させ、これらの推進ジャッキのロッドを伸長
させることによりシールド掘削機を掘進させる。この掘
進長がセグメントの前後端面間の幅、即ち、セグメント
幅の1/2 に相当する長さに達すると、トンネル覆工の凹
端面の前方にはセグメントが組み込み可能な空間部が形
成される。換言すれば、推進ジャッキのロッドが上記の
ようにセグメント覆工の凸端面に当接させている状態か
らセグメント幅の1/2 に相当する長さだけ伸長すると、
セグメントが組み込み可能な空間部が形成されることに
なる。

【００１６】この方法においては、トンネル覆工の凹端
面に対応している推進ジャッキを不作動状態にしている
が、該凹端面を有する凹部の少なくとも１個所にセグメ
ントの後半部と同一形状を有する擬似セグメントを取り
外し可能に嵌め込めば、該擬似セグメントの前端面とト
ンネル覆工の凸端面とはトンネル円周方向に面一となる
ので、この擬似セグメントと上記凸端面とに対応する推
進ジャッキのロッドをそれぞれ擬似セグメントの前端面
と凸端面とに当接させて各ロッドをセグメント幅の1/2
に相当する長さだけ伸長させてシールド掘削機を推進さ
せれば、トンネル覆工の凹端面の前方にセグメントが組
み込み可能な空間部を形成することができる。

【００１７】上記いずれの方法においても、シールド掘
削機を掘進させてトンネル覆工の凹端面の前方にセグメ
ントを容易に組み込みが行えるだけの空間部を得るに
は、推進ジャッキのロッドをセグメント幅の1/2 以上で
１以下に相当する長さだけ伸長させるようにすればよ
く、従って、推進ジャッキのシリンダ部を長さが短くて
すみ、これらの推進ジャッキを装着しているシールド掘
削機のスキンプレートの長さを短く形成することができ
るものである。

【００１８】上述のように、トンネル覆工の凹端面の前
方にセグメントの組み立てが可能な空間部を得るまでシ
ールド掘削機を掘進させたのち一旦停止させて空間部に
セグメントを組み込み、しかるのち、シールド掘削機を
推進させることによってトンネル覆工を築造することが
できるものであるが、上記空間部に対するセグメントの
組み込み作業中においてもシールド掘削機を推進させな
がらトンネルを連続的に掘削してもよい。

【００１９】この場合には、トンネル覆工の凹端面の前
方にセグメントの組み立てが可能な空間部が得られた状
態からさらにシールド掘削機がセグメント幅の1/2 長、
掘進することになるので、トンネル覆工の上記各凹凸端
面に対応してシールド掘削機のスキンプレートの内周面
に装着されている上記全ての推進ジャッキとして、その
シリンダ部の長さがセグメントの前後端面間の幅の１〜
1.5 倍の長さに形成されている推進ジャッキを採用する
ことにより、シールド掘削機の推進とセグメントの組み
込みとの同時施工が可能となる。なお、トンネル覆工の
凹部に上記擬似セグメントを嵌め込み、この擬似セグメ
ントにも推進反力を支持させる場合には、新たにセグメ
ントを組み込む凹部以外の凹部に擬似セグメントを嵌め
込んでおくものである。

【００２０】このように、長さが従来のシールド掘削機
の推進ジャッキに較べてセグメント幅の1/2 以上短い推
進ジャッキによりトンネル覆工が行え、そのため、シー
ルド掘削機のスキンプレートの全長を短く形成しておく
ことができて方向制御性が良好となり、曲線トンネルの
施工が容易に行える。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例を図面につい
て説明すると、シールド掘削機１によってトンネルＴを
掘進すると共にそのトンネル掘削壁面ｔに沿って複数個
の六角形セグメント２を周方向に接合、連結することに
よってトンネル覆工３を形成していく。六角形セグメン
ト２は鉄筋コンクリート製又は鋼製であって周知のよう
に、トンネル周方向に湾曲した平面六角形状に形成され
てあり、その外周面は図２に示すようにトンネル周方向
に平行で且つ同一長さの前後端面21、22と、これらの前
後端面21、22のトンネル長さ方向に対向した両端部間に
互いにＶ字状となった前後傾斜端面23、24及び25、26を
それぞれ設けてなる形状に形成されている。

【００２２】このように形成している六角形セグメント
２をシールド掘削機１によって掘削したトンネル掘削壁
面ｔに組み立てゝトンネル覆工３を構築していくには、
任意の六角形セグメント２において、その前側の両傾斜
端面23、25に、該六角形セグメント２に対してトンネル
周方向に隣接する六角形セグメント２、２の後側の傾斜
端面24、26の一方をそれぞれ突き合わせ状態に接合させ
て連結し、さらに、これらの六角形セグメント２、２に
おける他方の後側傾斜端面24、26が次の六角形セグメン
ト２の前側傾斜端面23、25の一方に接合させた状態とな
るように組立てる。即ち、六角形セグメント２がトンネ
ル長さ方向の幅の半分だけ前後方向に交互にずらしなが
らトンネル周方向に千鳥状に組み合わせた状態となるよ
うにしてトンネル覆工３を構築していく。

【００２３】従って、トンネル周方向に組立てられた１
リング分のトンネル覆工３は、トンネル周方向に１つお
きの六角形セグメント２の台形状の前半部が前方（トン
ネル長さ方向）に突出していると共に、これらの六角形
セグメント２、２の対向する前側の傾斜端面23、25間に
新たな六角形セグメント２の台形状後半部が嵌合可能な
台形状の凹部４が形成された構造となっており、さら
に、このトンネル覆工３の前端面は、前半部が突出した
六角形セグメント２の前端面21を凸端面3aとし且つ上記
台形状の凹部４に露出している六角形セグメント２の前
端面21を凹端面3bとしてこれらの凹凸端面3a、3bがトン
ネル周方向に千鳥状に連続した形状となっている。

【００２４】シールド掘削機１は図１に示すように、本
体である円筒形状のスキンプレートを前胴11と後胴12と
に分割してあり、前胴11の前端開口部にカッタ板13を配
してこのカッタ板13の回転中心軸14を該前胴11の前端部
に一体に設けている隔壁18に回転自在に支持させている
と共に隔壁18の背面に配設した駆動モータ15によって該
カッタ板13を回転駆動するように構成している。さら
に、上記前胴11と後胴12との対向端部の内周面複数個所
間、例えば、上下左右間を中折れジャッキ16によって連
結していると共に、後胴12の前部内周面に周方向に設け
たリブ19に、トンネル周方向に組立てた各六角形セグメ
ント２の前端面にそれぞれ対応させて数本（図において
は３本）を一組とする推進ジャッキ17を装着している。

【００２５】そしてこれらの全ての推進ジャッキ17のシ
リンダ部17a の長さはトンネル長さ方向に向けている六
角形セグメント２の前後端面21、22間の幅（セグメント
幅）の1/2 〜１倍の長さに形成している。従って、後方
に向かって伸縮する推進ジャッキ17のロッド17b の伸縮
長、即ち、実効作用長もセグメント幅Ｌの1/2 〜１倍と
なるように構成している。５は推進ジャッキ17の後方側
における後胴12の後部内に設けられているセグメント組
立部である。なお、図示していないがカッタ板13によっ
て掘削した土砂の排出手段も備えている。

【００２６】このシールド掘削機１によってトンネルＴ
を掘進すると共にトンネル掘削壁面ｔに六角形セグメン
ト２を順次、組立てることによってトンネル覆工３を構
築していく方法について説明すると、図３は既に施工し
ているトンネル覆工３の凸端面に推進ジャッキ17のロッ
ド17b を当接させた状態を示す展開図であり、図４は図
３に示す状態から推進ジャッキ17のロッド17b を伸長さ
せることにより、シールド掘削機１を掘進させてトンネ
ル覆工３の前端面における凹端面3bの前方に新たな六角
形セグメント２の組み込み可能な空間部4Aを設けた状態
を示している。なお、図においてはトンネル掘削壁面ｔ
を一回りする１リング分のトンネル覆工を８個の六角形
セグメント２によって形成しているが、４個以上の偶数
個の六角形セグメント２によって形成しておけばよい。

【００２７】このようにトンネル覆工３の凹端面3bの前
方に次の六角形セグメント２の組み込み可能な空間部4A
が形成される位置までシールド掘削機１を推進させるに
は、まず、トンネル覆工３の凹凸端面3a、3bに対応して
設けられている全ての推進ジャッキ17のロッド17b を収
縮させた状態から凸端面3aに対向する推進ジャッキ17の
ロッド17b を僅かに伸長させて上記図３に示すように、
該凸端面3aを形成している六角形セグメント２の前端面
21に当接させる。この状態においてはトンネル覆工３の
凹端面3bと該凹端面3bに対向する推進ジャッキ17のロッ
ド17b との間には六角形セグメント２の1/2 幅にほぼ相
当する空間幅を有する凹部４が設けられている。

【００２８】この状態からトンネル覆工３の凸端面3aに
当接している推進ジャッキ17のロッド17b を伸長させて
シールド掘削機１を推進させ、該ロッド17b の伸長量、
即ち有効作用長がセグメント幅Ｌの1/2 に相当する長さ
に達すると、トンネル覆工３の凹端面3bの前方の上記凹
部４が該ロッド17b の伸長量だけ更にトンネル長さ方向
に拡がり、図４に示すように新たな六角形セグメント２
が組み込み可能な空間部4Aが得られるものである。

【００２９】この空間部4Aに六角形セグメント２を余裕
をもって作業性よく組み込むためには、該空間部4Aのト
ンネル長さ方向の幅が六角形セグメント２の幅Ｌよりも
ある程度大きくしておく必要があり、従って、トンネル
覆工３の凸端面3aに当接させる推進ジャッキ17のロッド
17b の伸長量としては該ロッド17b が完全に収縮してい
る状態から六角形セグメント２の1/2 〜１幅に相当する
長さまで伸長させればよく、このロッド17b を収納する
推進ジャッキ17のシリンダ部17a の長さもその範囲内の
幅寸法に相当する長さに形成している。

【００３０】上記のようにトンネル覆工３の各凹端面3a
の前方に六角形セグメント２が組み込み可能な空間部4A
が得られるまでシールド掘削機１を掘進させたのち、一
旦停止させ、図４の一点鎖線で示すように各空間部4Aに
六角形セグメント２を組み込んでいくと、新たに組み込
んだこれらの六角形セグメント２（図においては１個し
か示していない）の前半部が前方に突出して今度はこの
突出前端面21がトンネル覆工３の凸端面3aとなり、この
凸端面3aに対応する推進ジャッキ17のロッド17b を該凸
端面3aに当接させ、上記同様にロッド17b を六角セグメ
ント幅の1/2 〜１に相当する長さだけ伸長させて再び新
たに組み込んだ六角形セグメント２間に次の六角形セグ
メント２が組み込み可能な空間部4Aを形成し、シールド
掘削機１を停止させて該空間部4Aに六角形セグメント２
を組み込み、既に組み立てている六角形セグメント２と
の対向接合面間をボルト・ナット等によって連結するも
のであり、この作業を繰り返し行ってトンネル覆工３を
築造していくものである。

【００３１】この方法においては、トンネル覆工３の凹
端面3bに対応する推進ジャッキ17を不作動としている
が、該推進ジャッキ17も六角セグメント幅の1/2 〜１に
相当する長さだけ伸長させて六角形セグメント２の組み
込み可能な上記空間部４を形成する方法について次に述
べる。なお、シールド掘削機１は上記方法と同一構造を
有するものを使用する。

【００３２】図５、図６はその方法を説明するための展
開図であって、まず、図５に示すように、トンネル覆工
３の凹部４に該凹部４と同一形状、即ち、セグメントの
後半部と同一形状を有する擬似セグメント2Aを嵌め込ん
で、その後端面と両側傾斜端面とを既に組み込んでいる
六角形セグメントの対向面に取り外し可能に接合、連結
し、擬似セグメント2Aの前端面をトンネル覆工３の凸端
面3aとトンネル円周方向に面一状態に揃えたのち、これ
らの擬似セグメント2Aと凸端面3aとに対応する推進ジャ
ッキ17のロッド17b の先端を擬似セグメント2Aと凸端面
3aに夫々当接させる。この状態においては推進ジャッキ
17のロッド17b を収縮している。

【００３３】次いで、推進ジャッキ17のロッド17b をセ
グメント幅Ｌの1/2 〜１に相当する長さだけ伸長させて
シールド掘削機１を推進させると、擬似セグメント2Aを
嵌め込んでいる凹部４の前方に該ロッド17b の伸長量に
相当する空間部が形成される。この空間部の形成後シー
ルド掘削機１の推進を停止させ、擬似セグメント2Aを撤
去すると、撤去跡のトンネル覆工の凹端面3bの前方に六
角形セグメント２の組み込み可能な空間部4Aが得られ、
この空間部4Aに図６に示すように、新たな六角形セグメ
ント２を挿入して凹部４内に嵌合する後半部を既設の六
角形セグメント２との接合面間を連結することにより組
み込む。

【００３４】全ての空間部4Aに六角形セグメント２を組
み込むと、今度はこれらの六角形セグメント２の前半部
が前方に突出してこの突出前端面21がトンネル覆工３の
凸端面3aとなり、再び、凸端面間の凹部４に擬似セグメ
ント2Aを嵌合、連結してこの擬似セグメント2Aと凸端面
3aに推進ジャッキ17のロッド17b を当接させ、上記同様
にロッド17b を六角セグメント幅の1/2 〜１に相当する
長さだけ伸長させて再び新たに組み込んだ六角形セグメ
ント２間に次の六角形セグメント２が組み込み可能な空
間部4Aを形成し、シールド掘削機１を停止させて該空間
部4Aに六角形セグメント２を組み込む作業を繰り返し行
ってトンネル覆工３を築造していくものである。なお、
擬似セグメント2Aを嵌め込まない凹部４を設けておいて
もよい。

【００３５】上述したシールド掘削機１の推進方法にお
いては、トンネル覆工３の凹部前方に次の六角形セグメ
ントの組み込み可能な空間部4Aが得られるまでシールド
掘削機１を掘進し、空間部4Aが得られるとシールド掘削
機１を一旦停止させて該空間部4Aに新たな六角形セグメ
ント２を組み込んでいるが、シールド掘削機１を停止さ
せることなく、シールド掘削機１を推進させながら六角
形セグメント２の組み込みを同時施工する方法について
次に説明する。

【００３６】図７はその方法の実施に供するシールド掘
削機１を示すもので、上述した図１に示すシールド掘削
機１とはスキンプレートの後胴12の長さと推進ジャッキ
17の長さとが異なってのみで、その他の構造は同一であ
り、従って、同一部分には同一符号を付してその説明を
省略する。このシールド掘削機１においては、後胴12の
前部内周面に設けたリブ19に装着されている全ての推進
ジャッキ17のシリンダ部17a の長さを六角形セグメント
２の幅Ｌの１〜1.5 倍に形成してあり、そのロッド17b
を完全に収縮させた状態における該ロッド17b から後胴
12の後端部内周面に装着しているテールシール６までの
セグメント組立部５の長さを六角形セグメント幅Ｌの1.
5 倍の長さに形成している。

【００３７】このシールド掘削機１によってトンネルＴ
を掘進しながら六角形セグメント２を順次連続的に施工
することによってトンネル覆工３を構築するには、既に
施工しているトンネル覆工３の凸端面3aに対応している
推進ジャッキ17のロッド17bのみをそれぞれの凸端面3a
に当接させた状態からこれらの推進ジャッキ17のロッド
17b をセグメント幅Ｌの1/2 に相当する長さだけ伸長さ
せることにより、シールド掘削機１を掘進させてトンネ
ル覆工３の前端面における凹端面3bの前方に新たな六角
形セグメント２の組み込み可能な空間部4Aを設ける。こ
のシールド掘削機１の推進方法は上記図３から図４で示
したシールド掘削機１の推進方法と同様であり、図３、
図４においてはシールド掘削機１を一旦停止させたが、
本方法においては上記空間部4Aが得られた状態からさら
にシールド掘削機１を推進させていくものである。

【００３８】即ち、推進ジャッキ17のロッド17b の伸長
によりシールド掘削機１が掘進して上記空間部4Aが得ら
れると、シールド掘削機１の掘進を続行しながら任意の
空間部4Aに図８に示すように新たな六角形セグメント２
（一点鎖線で示している）を組み込み、その後端面22と
後側の両傾斜端面24、26とを該空間部4Aの凹面を形成し
ている既設の六角形セグメント２の前端面21とこの前端
面21の両端に連なっている隣接する既設の六角形セグメ
ント２、２の対向する前側傾斜端面23、25とにそれぞれ
接合して連結する。

【００３９】次いで、別な空間部4Aに六角形セグメント
２を組み込み、この組み込み作業をトンネル覆工３の前
端面に設けられた全ての空間部4Aに対して行う。図９は
最後の空間部4Aに六角形セグメント２を組み込んだ状態
を示しており、この状態においては全ての空間部4Aに新
たに組み込んだ六角形セグメント２の前半部が前方に突
出し、それまで前半部を突出させていた推進ジャッキ17
のロッド17a を受止している六角形セグメント２が後退
した位置に配設された状態となってこの既設の六角形セ
グメント２の前端面21がトンネル覆工３の凹端面3bとな
る。

【００４０】又、上記したように、全ての空間部4Aに六
角形セグメント２を組み込む間において、推進ジャッキ
17のロッド17b をさらにセグメント幅Ｌの1/2 に相当す
る長さ（1/2 よりも僅かに長い伸長量）、伸長させるこ
とにより、これらの推進ジャッキ17のロッド17b を受止
している六角形セグメント２の前端面21の前方に次の六
角形セグメント２の組み込み可能な空間部4Aを形成す
る。この間、新たに組み込んでトンネル覆工３の凸端面
3aを形成した六角形セグメント２の前端面21にそれまで
収縮させておいた該前端面21に対応する推進ジャッキ17
のロッド17b を順次伸長させて凸端面3aに当接させ、今
度はこれらの推進ジャッキ17のロッド17bによってシー
ルド掘削機１を停止させることなく推進させる一方、そ
れまでシールド掘削機１の推進に供していた推進ジャッ
キ17のロッド17b を収縮させてその収縮した部分に形成
された空間部4Aに次の六角形セグメント２を上記同様に
して順次組み込むことによりトンネル覆工３を築造して
いくものである。

【００４１】この方法においては、トンネル覆工３の凹
端面3bに対応する推進ジャッキ17を不作動としている
が、六角形セグメント２を組み込む空間部4Aに対応する
以外の全ての推進ジャッキ17をシールド掘削機１の推進
に使用してシールド掘削機１を停止させることなく連続
的に掘進させながら六角形セグメント２の同時施工を可
能にし得る方法について次に述べる。なお、シールド掘
削機１は図７に示す上記方法で使用した同一構造のシー
ルド掘削機１を使用する。

【００４２】図10、図11はその方法を説明するための展
開図であって、まず、新たに六角形セグメント２を組み
込む空間部4A以外のトンネル覆工３の凹部４に該凹部４
と同一形状、即ち、セグメントの後半部と同一形状を有
する擬似セグメント2Aを嵌め込んで、その後端面と両側
傾斜端面とを既に組み込んでいる六角形セグメントの対
向面に取り外し可能に接合、連結し、トンネル円周方向
に面一状態に揃えたこれらの擬似セグメント2Aと覆工３
の凸端面3aとに対応する推進ジャッキ17のロッド17b の
先端を擬似セグメント2Aと凸端面3aに夫々当接させて伸
長させる。

【００４３】これらの推進ジャッキ17のロッド17b をセ
グメント幅Ｌの1/2 〜１に相当する長さだけ伸長させて
シールド掘削機１を推進させると、図10に示すように擬
似セグメント2Aを嵌め込んでいる凹部４の前方に該ロッ
ド17b の伸長量に相当する空間部が形成される。この状
態からシールド掘削機１を停止させることなく六角形セ
グメント２の組み込み中においても掘進させる。推進ジ
ャッキ17のロッド17bを収縮させている空間部4Aへの新
たな六角形セグメント２の組み込むが終わるとこの六角
形セグメント２が隣接する六角形セグメント２よりもそ
の前半部を突出させた状態となり、その突出前端面21に
推進ジャッキ17のロッド17b を当接させて他の推進ジャ
ッキ17と同調させながら伸長させ、シールド掘削機１の
推進に供する。

【００４４】空間部4Aへの上記六角形セグメント２の組
み込みが終わると、次の任意の凹部４側の推進ジャッキ
17のロッド17a を収縮させたのち、該凹部４に嵌め込ん
でいる擬似セグメント2Aを取り外し、その凹部４に新た
な六角形セグメント２の後半部を組み込んだのち、該六
角形セグメント２の突出前端面21に推進ジャッキ17のロ
ッド17b を当接させて伸長することによりシールド掘削
機１の推進に供する。

【００４５】以下、同様にしてトンネル覆工３の前端凹
部４に対して擬似セグメント2Aを取り外した跡の空間部
4Aに順次六角形セグメント２を組み込み、シールド掘削
機１が六角形セグメント幅Ｌの1/2 以上１以下の長さ
（1/2 よりも僅かに長い伸長量であればよい) だけ掘進
する間に、トンネル覆工３を周方向に一回りする間に設
けられている全ての凹部４に六角形セグメント２を組み
込むと共に、図11に示すように、新たに組み込んだ六角
形セグメント２の前半部が前方に突出するので、隣接す
る六角形セグメント２、２の突出前半部の対向傾斜面間
で形成される新たな凹部４内に擬似セグメント2Aを順次
組み込んで該擬似セグメント2Aの前端面に推進ジャッキ
17のロッド17b を当接、伸長させてシールド掘削機１の
推進を行い、その推進に従って上記作業手順によりトン
ネル覆工３を築造していくものである。

【００４６】なお、以上のいずれの方法においても、ト
ンネル覆工３を六角形セグメント２によって築造してい
るが、トンネルの周方向に湾曲した平面矩形状のセグメ
ントによって築造してもよい。この平面矩形状のセグメ
ントによってトンネル覆工具3'を築造する場合において
も、前半部をトンネル長さ方向に突出させたセグメント
間にセグメントの後半部が嵌合可能な空間部を形成しな
がら複数個のセグメントをトンネル周方向に千鳥状に連
結して前端面が凹凸面に形成されたトンネル覆工3'を構
築していくものである。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明のシールド掘削機の
推進方法によれば、前半部をトンネル長さ方向に突出さ
せたセグメント間にセグメントの後半部が嵌合可能な凹
部を形成しながら複数個のセグメントをトンネル周方向
に千鳥状に連結して前端面が凹凸端面に形成されたトン
ネル覆工を構築していくと共にこのトンネル覆工の前端
面に推進ジャッキの推進反力を支持させてシールド掘削
機を推進させる推進方法において、請求項１に係る発明
は、上記トンネル覆工の凹凸端面を形成した各セグメン
トに対応して設けられている推進ジャッキのうち、凸端
面に対向する推進ジャッキのロッドのみを該凸端面を形
成するセグメントの前端面に当接させて伸長させること
によりシールド掘削機を推進させるものであるから、推
進ジャッキのロッドをセグメント覆工の凸端面に当接さ
せている状態からセグメント幅の1/2 に相当する長さだ
け伸長させるだけで、トンネル覆工の凹端面の前方にセ
グメントが組み込み可能な空間部を形成することがで
き、従って、推進ジャッキのシリンダ部を長さが短くて
すみ、これらの推進ジャッキを装着しているシールド掘
削機のスキンプレートの長さを短く形成することができ
ると共に発進立坑の断面空間が小さくてすみ、経済的で
あるばかりでなく、シールド掘削機の方向制御性が向上
して曲線トンネルの施工が円滑に行えるものである。

【００４８】さらに、請求項２に係る発明によれば、ト
ンネル覆工の上記凹部の少なくとも１個所にセグメント
の後半部と同一形状を有する擬似セグメントを嵌め込ん
で、上記トンネル覆工の凹凸端面を形成した各セグメン
トに対応して設けられている推進ジャッキのうち、この
擬似セグメントと上記凸端面とに対応する推進ジャッキ
のロッドをそれぞれ擬似セグメントの前端面と凸端面と
に当接させて伸長させることによりシールド掘削機を推
進させるものであるから、上記請求項１に記載の発明と
同様に、推進ジャッキのロッドをセグメント幅の1/2 に
相当する長さだけ伸長させるだけで、トンネル覆工の凹
端面の前方にセグメントが組み込み可能な空間部を形成
することができて上述したような作用効果を奏すること
ができる上に、凹部に擬似セグメントを嵌め込んでおく
ので、該擬似セグメントによって隣接するセグメントの
突出端部が保護され、推進時における欠損や破損等を防
止することができるものであり、その上、擬似セグメン
トの前端面に対しても推進ジャッキを作用させるので、
シールド掘削機の推進力が増大し、トンネル掘削が能率
よく行えて施工期間の短縮を図ることができるものであ
る。

【００４９】上記シールド掘削機の推進方法において、
請求項３に係る発明のように、所定長さのトンネル掘削
後、シールド掘削機を一旦停止させてトンネル覆工の前
端面の凹部にセグメントを組み込み、しかるのち、シー
ルド掘削機を推進させたり、或いは、請求項４に係る発
明のように、所定長さのトンネル掘削後、シールド掘削
機を一旦停止させてトンネル覆工の上記凹部に嵌め込ん
でいる擬似セグメントを取り外し、しかるのち、該凹部
に新たなセグメントを組み込むことによってトンネル覆
工を築造していくことができるが、請求項６又は請求項
７に係る発明のように、上記空間部に対するセグメント
の組み込み作業中においてもシールド掘削機を推進させ
ながらトンネルを連続的に掘削することによってトンネ
ル施工期間を一層短縮することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】トンネル覆工を構築中のシールド掘削機の簡略
縦断側面図、

【図２】トンネル覆工の構築状態を示す一部の簡略斜視
図、

【図３】トンネル覆工の凸端面に推進ジャッキのロッド
を収縮させて当接させた状態を示す展開図、

【図４】シールド掘削機を掘進させて新たな六角形セグ
メントの組み込み可能な空間部を設けた状態の展開図、

【図５】シールド掘削機の別な推進方法を示す展開図、

【図６】シールド掘削機を掘進させて新たな六角形セグ
メントの組み込み可能な空間部を設けた状態の展開図、

【図７】トンネルを掘進しながらトンネル覆工を施工す
るためのシールド掘削機の簡略縦断側面図、

【図８】シールド掘削機を掘進させて新たな六角形セグ
メントの組み込み可能な空間部を設けた状態の展開図、

【図９】さらにシールド掘削機を掘進させた状態の展開
図、

【図１０】トンネルを掘進しながらトンネル覆工を施工
する別な方法を示す展開図、

【図１１】さらにシールド掘削機を掘進させた状態の展
開図、

【図１２】従来のトンネル覆工を施工するためのシール
ド掘削機の簡略縦断側面図、

【図１３】そのトンネル覆工の展開図。

【符号の説明】

１ シールド掘削機 ２ 六角形セグメント ３ トンネル覆工 3a、3b 凹凸端面 ４ 凹部 4A 空間部 11 スキンプレートの後胴 17 推進ジャッキ 17a ロッド 21 六角形セグメントの前端面

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前半部をトンネル長さ方向に突出させた
   セグメント間にセグメントの後半部が嵌合可能な凹部を
   形成しながら複数個のセグメントをトンネル周方向に千
   鳥状に連結して前端面が凹凸端面に形成されたトンネル
   覆工を構築していくと共にこのトンネル覆工の前端面に
   推進ジャッキの推進反力を支持させてシールド掘削機を
   推進させる推進方法において、上記トンネル覆工の凹凸
   端面を形成した各セグメントに対応して設けられている
   推進ジャッキのうち、凸端面に対向する推進ジャッキの
   ロッドのみを該凸端面を形成するセグメントの前端面に
   当接させて伸長させることによりシールド掘削機を推進
   させることを特徴とするシールド掘削機の推進方法。
2. 【請求項２】 前半部をトンネル長さ方向に突出させた
   セグメント間にセグメントの後半部が嵌合可能な凹部を
   形成しながら複数個のセグメントをトンネル周方向に千
   鳥状に連結して前端面が凹凸端面に形成されたトンネル
   覆工を構築していくと共にこのトンネル覆工の前端面に
   推進ジャッキの推進反力を支持させてシールド掘削機を
   推進させる推進方法において、トンネル覆工の上記凹部
   の少なくとも１個所にセグメントの後半部と同一形状を
   有する擬似セグメントを嵌め込んで、上記トンネル覆工
   の凹凸端面を形成した各セグメントに対応して設けられ
   ている推進ジャッキのうち、この擬似セグメントと上記
   凸端面とに対応する推進ジャッキのロッドをそれぞれ擬
   似セグメントの前端面と凸端面とに当接させて伸長させ
   ることによりシールド掘削機を推進させることを特徴と
   するシールド掘削機の推進方法。
3. 【請求項３】 所定長さのトンネル掘削後、シールド掘
   削機を一旦停止させてトンネル覆工の凹部にセグメント
   を組み込み、しかるのち、シールド掘削機を推進させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削機の推
   進方法。
4. 【請求項４】 所定長さのトンネル掘削後、シールド掘
   削機を一旦停止させてトンネル覆工の上記凹部に嵌め込
   んでいる擬似セグメントを取り外し、しかるのち、該凹
   部に新たなセグメントを組み込むことを特徴とする請求
   項２に記載のシールド掘削機の推進方法。
5. 【請求項５】 トンネル覆工の上記各凹凸端面に対応し
   てシールド掘削機のスキンプレートの内周面に装着され
   ている上記全ての推進ジャッキのシリンダ部の長さがト
   ンネル長さ方向に向けているセグメントの前後端面間の
   幅の1/2 〜１倍の長さに形成していることを特徴とする
   請求項３又は請求項４に記載のシールド掘削機の推進方
   法。
6. 【請求項６】 シールド掘削機を停止させることなく推
   進させながらトンネル覆工の前端面の空間部にセグメン
   トを組み込んでいくことを特徴とする請求項１に記載の
   シールド掘削機の推進方法。
7. 【請求項７】 トンネル覆工の上記凹部のうち、新たに
   セグメントを組み込む凹部以外の凹部に上記擬似セグメ
   ントを嵌め込み、トンネル覆工の凹凸端面を形成した各
   セグメントに対応して設けられている推進ジャッキのう
   ち、この擬似セグメントと凸端面とに対応する推進ジャ
   ッキのロッドをそれぞれ擬似セグメントの前端面と凸端
   面とに当接させて伸長させ、シールド掘削機を停止させ
   ることなく推進しながらトンネル覆工における擬似セグ
   メントが設けられていない凹部にセグメントを組み込ん
   でいくことを特徴とする請求項２又は請求項６に記載の
   シールド掘削機の推進方法。
8. 【請求項８】 トンネル覆工の上記各凹凸端面に対応し
   てシールド掘削機のスキンプレートの内周面に装着され
   ている上記全ての推進ジャッキのシリンダ部の長さをト
   ンネル長さ方向に向けているセグメントの前後端面間の
   幅の１〜1.5倍の長さに形成していることを特徴とする
   請求項６又は請求項７に記載のシールド掘削機の推進方
   法。