JPS5916071B2 - 圧気式シ−ルド工法に用いるエアロック装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、中心角の比較的大きな分割セグメント、例え
ば１２０°の中心角を有する３等分割セグメントを用い
る圧気式シールド工法に用いるエアロツク装置に関する
ものである。

一般に、中心角の比較的小さいセグメントを用いる圧気
式シールド工法では、無圧気下で組立てられたトンネル
の少くとも２１固のセグメントリングを気密に仕切るこ
とによりエアロツク室を形成する。

特に、構築しようとするトンネルの口径が十分に大きい
場合には、資材搬送用のエアロツク室と作業人員用のエ
アロツク室とをトンネルの同一断面内において別々に形
成することも可能である。

これは、資材の取扱いおよび作業人員の出入りに必要と
される十分な空間が、トンネル内はもちろん、２分され
たエアロツク室内においても容易に確保できるからであ
る。

このように、中心角の比較的小さなセグメントを使用す
る圧気式シールド工法では、特にエアロツク室の配置に
工夫をこらす必要がなく、トンネル内を適当に仕切るこ
とによりエアロツク室を形成することができ、しかもそ
うすることが最も経済的であるとされている。

これに対して、中心角の比較的大きなセグメントを使用
するシールド工法では、トンネル内を仕切って形成した
エアロツク室を通して資材の搬送を行わせることが極め
て困難である。

特に、３等分割セグメントを使用するシールド工法にお
いては、セグメントの中心角が１２０°であるためにそ
の弧長が大きくなり、したがってトンネル内でセグメン
トを搬送するためにはトンネルの内径を一杯に使用する
必要を生じる。

他方、エアロツク室の開閉扉は、その構造上トンネルの
内径を一杯に利用して配置することができない。

したがって、３等分割セグメントを使用するシ・−ルド
エ法では、シールドトンネルの内径より大きな内径を有
し、セグメントの通過を許容する開閉扉が設けられたエ
アロツク装置を使用しないかぎり圧気工法の併用が不可
能である。

しかしながら、このようなエアロツク装置を特別に設備
するには極めて多額の経費を要する。

本発明の目的は、中心角の比較的大きなセグメントを対
象とするシールド工法に用いるための、より経済的に設
備可能なエアロツク装置を提供することである。

この目的を達成するために本発明においてはエアロツク
装置を、無圧気下で組立てられた少くとも２個のセグメ
ントリングを仕切ることにより形成し、この仕切りは、
対応するセグメントリングの内周に固定されセグメント
の通過を許容する開口を形成する仕切壁と、この仕切壁
に取付けられ上記の開口を気密に閉塞し得るように配置
された開閉扉とから成り、さらに上記の開閉扉を、シー
ルドトンネルの中心軸線から離間して仕切壁の面内で水
平に延在する回動軸線を中心として切羽に向けて回動し
得るように仕切壁に取付けられた中央部分と、この中央
部分の回動時に上記の開口に対し相対変位して開口を完
全に開放し得るように配置された少くとも一対の側方部
分とにより構成する。

したがって本発明によれば、開閉扉を完全に開放させる
ことにより、分割セグメントの通過を許容する開口が仕
切壁により形成されるので、エアロツク装置をシールド
トンネル内に極めて経済的な手法で設備することが可能
となる。

本発明の好適な実施例において、仕切られるセグメント
リングのセグメントを、他のセグメントリングのセグメ
ントとほぼ等しい外径と、より大きな内径とを有するセ
グメントにより形成し、仕切壁を上記他のセグメンｌ−
ＩＪソング内周より半径方向外方において対応するセグ
メントリングの内周に固定することができる。

その場合には、仕切壁の固定構造が他のセグメントリン
グの内周よりも半径方向内方には突出しないので、少く
ともセグメントの両側端に対応する開口の部分は也のセ
グメント内におけると同様に確保することができる。

また、セグメントリングの内径差により、開閉扉と重合
される開口の周縁部の面積を増大させることができるの
で、閉塞時の気密性をより良好に確保することができる
。

本発明の他の実施例では、開閉扉の中央部分をその下側
端部において仕切壁に取付け、他方開閉扉の側方部分は
中央部分に対し回動可能に取付け、かつ開閉扉の開放時
に中央部分と重合わせ得るように配置することができる
。

その場合には開閉扉が中央部分に側方部分を重ねた状態
で一体的に切羽に向けて回動され、はぼ水平な姿勢で静
置されるので、開放時におけるエアロツク装置内での作
業性が開閉扉によって阻害されることはない。

上記構成において、さらに、開閉扉の側方部分を開閉扉
の開放時に下側を向く中央部分の側面と重合わせ得るよ
うに配置し、同時に上側を向く中央部分の側面には、シ
ールドトンネル内に敷設されるレールに接続すべきレー
ルを設けることができる。

その場合には開閉扉の開放時に中央部分の側面に設けた
レールが自動的にシールドトンネル内のレールと接続さ
れるので、従来のエアロツク装置におけるように開閉扉
の自由な開閉をレールにより阻害されたり、開閉扉に干
渉するレールを開閉の都度取外すすような必要がなくな
る。

以下、本発明を図面に示した実施例について具体的に説
明する。

第１図は圧気式シールド工事の作業断面を示すものであ
る。

立坑１０から発進したシールド機１２は、初めは無圧気
下で掘進し、その内部で３等分割セグメント１４，１６
，１８を環状に組立ててセグメントリング２０を順次形
成していく。

このため、立坑１０に隣接する地盤は必要に応じて例え
ば薬液注入等を行うことにより予め改良しておく。

本発明においては、２個のセグメントリング２２．２４
を気密に仕切ることにより、エアロツク装置２６を形成
する。

この仕切りは、後述するように、セグメントリング２２
，２４の内周に固定され、セグメント１４，１６，１８
の通過を許容する開口２８，３０を形成する仕切壁３２
゜３４と、これらの仕切壁３２．３４にそれぞれ取付け
られ、開口２８．３０を気密に閉塞する開閉扉３６．３
８とにより構成する。

組立てられたセグメントリング２０，２２，２４からな
るシールドトンネル内にはレール４０を敷設し、このレ
ール４０上を走行可能な台車４２により、セグメン）１
４，１６．１８等のシールド機１２内部への搬入および
掘削された土砂の搬出等を行えるようにする。

なお、地上には空気圧縮機４４を配置し、この圧縮機４
４により切羽とエアロツク装置２６との間のシールドト
ンネル内に圧気を作用させる。

仕切るべきセグメントリング２２，２４は、他のセグメ
ントリング２０のセグメント１４，１６゜１８とほぼ等
しい外径と、より大きな内径とを有するセグメントによ
り形成する。

このために、これらのセグメントリング２２，２４のセ
グメントとして肉厚のより薄いスチールセグメントを使
用し、他のセグメントリング２０のセグメント１４゜１
６．１８としては肉厚のより厚いコンクリートセグメン
トを使用する。

その理由については後に説明する。

第２図は第１図に示した仕切壁３４および開閉扉３８を
切羽側から見た断面図である。

仕切壁３２および開閉扉３６は、仕切壁３４および開閉
扉３８と同一の構成とすることができるので、その説明
を省略する。

開閉扉３８をほぼ正方形状に形成された中央部分４６と
、一対の側方部分４８゜５０とにより構成する。

中央部分４６をその下側縁部においてヒンジ５２．５４
により仕切壁３４に取付け、切羽に向けて回動し得るよ
うに配置する。

中央部分４６には開閉扉３８の開閉に供する適当な構成
のリンク機構５６を回動時に下側を向く側面に取付け、
同様に回動時に上側を向く側面には前述したレール４０
に接続されるレール５８を設ける。

中央部分４６にはさらに、シールドトンネルまたはエア
ロツク装置２６内における作業状況が開閉扉３８を通し
て観察できるように、耐圧ガラス等から成る窓６０を設
ける。

他方、側方部分４８．５０は、その一辺をセグメントリ
ング２４の内周にほぼ対応する弧状に形成し、上記−辺
と対向する辺においてヒンジ６２，６４，６６゜６８に
より中央部分４６の側縁に取付け、中央部分４６と同様
に切羽に向けて回動させて中央部分４６に重合わせ得る
ように配置する。

側方部分４８．５０を開閉扉３８の閉塞位置においてセ
グメントリング２４の内周に固定するため、側方部分４
８，５０には適当な構成のロック機構７０゜７２を設け
る。

中央部分４６および側方部分４８゜５０から成る開閉扉
３８を、仕切壁３４が形成する開口３０の周縁と気密に
重合わせ得るように配置することは言うまでもない。

仕切られるセグメントリング２４のセグメントとして、
第３図に示すように内周に補強用リブ７４が配列され、
これらのリブが他のセグメントリング２０の内周２０′
より外方に位置するスチールセグメントを使用する場合
には、仕切壁３４をリブ７４に対しシール部材７６を介
してボルト７７８により固定する（第４図参照）。

そして、仕切壁３４の開口３０側の周縁が他のコンクリ
ートセグメン） ＩＪソング０の内周よりも半径方向内
方に突出しないようにする。

なお仕切壁３４ならびにこれと重合う中央部分４６およ
び側方部分４８゜５０の各周縁には弾性を有するシール
部材８０を介挿するのが良い。

前述したような開閉扉３８の開閉に供するリンク機構５
６は、図示の実施例においては、中央部分４６に対しピ
ン８２により取付けられた第１のリンク８４を具える。

このリンク８４の端部に対し、ピン８６により左右一対
の第２のリンク８８゜９０を取付ける。

第２のリンク８８．９０の端部はそれぞれ共通軸９２に
より仕切壁３４の下部に取付ける。

第２のリンク８８．９０のそれぞれの中間部を連結部材
９４により連結する。

この連結部材９４により流体圧シリンダ９６を第２のリ
ンク８８，９０に対し回動可能に連結する。

流体圧シリンダ９６の端部は、一端が前記共通軸９２に
連結され、他端が切羽に向けてほぼ水平に延びた支持部
材９８により支持する。

そのかわりに、流体圧シリンダ９６の端部をセグメント
リングの内周に直接連結する構成としても良い。

上述した構成のエアロツク装置２６は、その開閉扉３８
を次のように開閉することにより、資材の通過を許容す
る。

第２図に示す開閉扉３８の閉塞位置において、側方部分
４Ｂ 、５０のロック機構７０．７２を操作してセグメ
ントリング２４の内周から側方部分４８および５０を解
除し、それぞれヒンジ６２゜６４および６６．６８の周
りに回動して中央部分４６に対し折返し重合わせる。

この状態で中央部分４６および側方部分４Ｂ 、５０を
図示しない適当な手段により、例えばＵ字形状の固定ピ
ン等を用いて固定する（第５および７図参照）。

第７図に示すように、この状態では中央部分４６の両側
で側方部分４８．５０に対応する開口３０の部分が開放
される。

次に、流体圧シリンダ９６に流体圧を負荷してこれを縮
めることにより、第２のリンク８８゜９０を共通軸９２
の周りに第５図における時計方向に回動させる。

その結果、中央部分４６は側方部分４８，５０と一体的
にヒンジ５２，５４の周りを同様に第５図における時計
方向に回動する。

この回動はセグメンｌ−ＩＪソング内周に設けられたス
トッパー１００に中央部分４６が当接することにより制
限される（第６および８図参照）。

第８図に示すように、この状態では開口３０が完全に開
放される。

この開口の最も広い部分における幅は、内周を２０′で
示した他のセグメントリング２０の内径とほぼ等しい。

したがって、想像線で示すように３等分割セグメントは
仕切壁３４に干渉されないで開口３０を通過することが
できる。

前述したように、仕切られるセグメントリング２２．２
４のみをスチールセグメントで形成し、他のセグメント
リング２０は全てコンクリートセグメントで形成するの
で、最終的にはこれらのスチールセグメントによるセグ
メントリング２２゜２４の内周のみをコンクリートで内
張すすれば良い。

したがって、シールドトンネルの施工は、全体がスチー
ルセグメントのみからなる場合と比較して極めて簡略に
、したがって経済的におこなえる。

以上詳細に説明したように、本発明によれば中心角の比
較的大きいセグメントの通過を許容し得るエアロツク装
置をシールドトンネル内に極めて経済的に設備すること
ができる効果が得られる。

なお本発明は上述の実施例のみに限定されるものではな
い。

例えば、開閉扉３６，３８の中央部分４６のヒンジ５２
．５４は、中央部分４６の下側縁部にではなく、上側縁
部に配置しても良い。

また開閉扉３６，３８の一対の側方部分４８，５５０は
中央部分４６に対してヒンジ結合する代りに仕切壁３４
に対してヒンジ結合し、または中央部分４６に対し相互
に重なるように摺動可能に配置することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエアロツク装置を用いる圧気式シ
ールド工事の作業断面図、第２図は開閉扉を閉塞位置で
示す第１図■−■線に沿う断面図、第３図は第２図■−
■線に沿う断面図、第４図は第３図の一部を拡大して示
す詳細図、第５図は側方部分を開放した状態における開
閉扉の縦断面図、第６図は完全に開放した状態における
開閉扉の縦断面図、第７および８図はそれぞれ第５およ
び６図に対応し、かつ第２図と同様な断面図である。 １２・・・・・・シールド機、１４，１６，１８・・・
・・・セグメント、２０・・・・・・セグメントリング
、２２゜２４・・・・・・仕切られるセグメントリング
、２６・・・・・・エアロツク装置、２８，３０・・・
・・・開口、３２゜３４・・・・・・仕切壁、３６，３
Ｂ・・・・・・開閉扉、４６・・・・・・中央部分、４
Ｂ、５０・・・・・・側方部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中心角の比較的大きな分割セグメントを組立てるこ
   とにより単位セグメントリングを順次形成してシールド
   トンネルを構築する圧気式シールド工法に用いるエアロ
   ツク装置であって、 ■〕該エアロツク装置が、無圧気下で組立てられたセグ
   メントリングを仕切ることにより形成され、 （ＢＪ前記エアロツク装置の仕切りが、対応するセグメ
   ントリングの内周に固定され前記セグメントの通過を許
   容する開口を形成する仕切壁と、該仕切壁に取付けられ
   前記開口を気密に閉塞し得るように配置された開閉扉と
   から成り、（Ｃ）該開閉扉が、シールドトンネルの中心
   軸線から離間して仕切壁の面内で水平に延在する回動軸
   線を中心として切羽に向けて回動し得るように前記仕切
   壁に取付けられた中央部分と、該中央部分の回動時に前
   記開口に対し相対変位して該開口を完全に開放し得るよ
   うに配置された少くとも一対の側方部分とを具えること
   を特徴とするエアロツク装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のエアロツク装置におい
   て、 ［Ａ）前記の仕切られるセグメントリングを、他のセグ
   メントリングのセグメントとほぼ等しい外径と、より大
   きな内径とを有するセグメントにより形成し、 卸前記仕切壁を前記他のセグメントリングの内周より半
   径方向外方において対応するセグメントリングの内周に
   固定することを特徴とするエアロツク装置。 ３ 特許請求の範囲第１または２項記載のエアロツク装
   置において、 囚 前記開閉扉の中央部分をその下側縁部において前記
   仕切壁に取付け、 ＣＢ、ｌ前記開閉扉の側方部分を前記中央部分に対し回
   動可能に取付け、かつ前記開閉扉の開放時に前記中央部
   分と重合わせ得るように配置することを特徴とするエア
   ロツク装置。