JPS5921892A - 拡大シールド掘削工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一部シールドセグメントが施こされた既設トン
ネルの拡大予定区域に対して、軸線と直交する方向に沿
った外周を推進する拡大シールド機を用いて拡大掘削す
る拡大シールド工法に関するものである。

地下鉄工事や地下ケーブル等の埋設工事のためのトンネ
ル掘削にはシールド工法が優れた工法として多く用いら
れているが、地下鉄の駅を構築した沙地下ケーブルの連
結作業を行う際にはトンネルの一部を拡大させる必要が
生じる。

上記拡大工事を行うための従来工法としては、例えば拡
大予定区域毎に立坑を掘ったり、拡大予定区域に到達し
たところでシールド機のカッターヘッドに拡大刃部を継
ぎ足す等して拡大シールド掘削を行う方法がとられてい
た。

しかしながら前者は近年市街地において地上および地下
の各種障害物の制限を受けてトンネルの構築路線が地中
深くなっている実情に鑑みてその実施が次第に困囃にな
っていると共に、折角掘削した立坑も拡大工事後一部を
除いて埋め戻さなければならないこと等からコスト的に
も問題があった０ 又後者は拡大掘削径が大きくなると周面からの土庄に対
抗出来なくなるので掘削径が制限を受けることや通常径
のトンネル掘削と拡大部の掘削作業を並行して行なうこ
とが出来ないと共に、その都度拡大刃部の着脱を［７な
ければならない等の問題があった。

そこで本願出願人はこれら従来工法を改善するトンネル
拡大掘削工法を先に提案した。この新規工法は、−次シ
ールドを行ったトンネル内の拡大予定区域の−・方端部
に対してシールド機の発進基地用の拡大掘削部を設け、
ここに−次シールドセグメントの外周に沿って軸線方向
に推進する拡大シールド機を設置し、当該拡大シールド
機を推進させ拡大掘削を行うと共に、拡大掘削部分の一
部シールドセグメントを順次取外しながら拡大掘削部に
二次シールドを施こすようにしたものである。

そこで本願では上記トンネル拡大工法における軸線方向
に推進される拡大シールド機の発進基地用拡大部のよう
に、軸線方向の長さが比較的短い拡大掘削を行うのに好
適な拡大シールド掘削工法を提案するものである。すな
わち本願は、−次シールドセグメントが施こされた既設
トンネルの拡大予定区域に対して軸線方向と直交する方
向に沿った外周を拡大掘削する工法であって、前記拡大
予定区域の一部シールドセグメントを軸線方向に沿って
直列状に取外し７、この取外し部分の他山を拡大掘削し
てここに拡大シールド機を設置し、前記拡大予定区域の
両端には各々軸線方向と直交する方向に沿って各案内部
材が取付けされ、この案内部材に前記拡大シールド機の
基部を嵌装して、シールドジヤツキの伸長により拡大シ
ールド機を案内部材に沿って順次推進させながら一部シ
ールドセグメントの外周を拡大掘削することを要旨とす
るものである。これにより拡大掘削を行う際にわざわざ
立坑を設ける必要もなく、通常のトンネル掘削に何ら影
響を与えることなく並行作業により必要な区域に対して
適宜拡大部を造成することが出来る簡便な拡大シールド
掘削工法である。

以下に本発明の実施例を図面により説明する。

捷ず第１図（４）〜（Ｆ）は構築作業工程を示す説明図
、　　である。

まず第１図（５）工程図および第２図で示すように、既
設の一部トンネル１の外周に施こされた拡大予定区域２
内の−・次シールドセグメント３のうち下部側のセグメ
ン）３ａを、拡大予定区域に沿って直列状にトンネルの
内側から取外すと共に、拡大予定区域内のセグメント３
とこれに隣接する拡大予定区域外のセグメント４との間
に予め装着した分割可能なガイドリング５のうち前記取
外すセグメント３ａに装着されたガイドリング片５ａを
取外す。

前記拡大予定区域内の各セグメント３は取外しを容易に
するために予め基盤割り状に配列したり、各セグメント
の接合面を内向き傾斜状にする等の配慮をしておくこと
が望ましい。

」二記取外したセグメン）３ａ位置には鋼製ボックス６
を設置する。

この鋼製ボックス６は角筒状の枠体であって、少くとも
トンネルの軸線と直交する方向の板材がネジ手段で取外
し可能に張設されていると共に、図示しないが枠体内に
突出したジャック受が設けられている。

次に第１図（Ｂ）工程のように前記鋼製がツクス６のジ
ヤツキ受と上部側の−・次シールドセグメントとの間に
ジヤツキ７を設置し、ジヤツキの伸長により当該鋼製デ
ツクス６を地山８に圧入せしめ、その内側な手掘りその
他の掘削手段により掘削する。そして先膜の鋼製ボック
ス６を１０ツド沈設したところで同様の鋼製デツクスを
積み重ねて再びジヤツキの伸長で地山８中に沈設してそ
の内側を掘削する工程を繰り返しながら所定深さ迄沈設
して内部の掘削を行う。

次に第１図（Ｃ）工程のように、前記最初に沈設した鋼
製ボックス６の底面に底板６ａを取付ける。

上記の鋼製ボックス６は土留め用のものであり、掘削部
分の地山８の崩壊を防止するために設定されるが、土質
によってはこれを省略することもできる。

そして第３図および第４図に詳細を図示するが、拡大シ
ールド機９に前記取外したがイドリング片５ａを嵌装し
た状態で鋼製ボックス６内に設定してガイドリング５を
再び元の環状にさせ、この鋼製ボックス６とガイドリン
グ片５ａを拡大予定区域２の両脇に隣接する区域外のセ
グメント４に緊結する。前記拡大シールド機９は−・般
のシールド機と同様に外周側先端に刃口を形成したスキ
ンプレート９ａと、このスキンプレート内に装着された
シールドジヤツキ９ｂを備えている。このシールドジヤ
ツキ９ｂは基部がフード部の内側に枢着され、シリンダ
ーが後方に突出されている。

拡大シールド機９はスキンプレー）９ａが拡大掘削する
円周に一致する円弧状をなし、内径部を一部シールドセ
グメント３．４の外径にほぼ等しい円弧状に形成され、
内径部の先端側には前記スキンプレートと同様の刃口９
Ｃを備えていると共に、当該内径部からは前記ガイドリ
ング５に嵌装するために断面り形状の足片９ｄが突設さ
れている。一方ガイドリンク５は円周方向か−・次シー
ルドセグメントと同数に分割された各ガイドリング片５
ａを環状に組立てたものであり、その断面形状は第３図
で示すとおり前記拡大シールド機９の足片９ｄが嵌装し
うる溝形に形成されている。

従って前記拡大シールド機９はガイドリング５に沿って
自由に摺動することが可能であり、この場合図示しない
が足片９ｄとガイドリング５との摺動性を良くするため
に必要に応じてローラーや滑板等の摺動部材な装着する
ことができる。

尚上記実施例ではガイドリング５に対する拡大シールド
機９の嵌装を容易にするために、ガイドリングを分割可
能にして拡大シールド機の嵌装する以前に一部のガイド
リング片５ａを−・相数外し、嵌装後再び取付けするよ
うにしたが、ガイドリング５と拡大シールド機の足片９
ｄの形状によっては必らずしも分割したり取外ししたわ
する必要がない構成をとりうるものである。

又ガイドリング５を拡大予定区域２内外の−・次シール
ドセグメント３，４間に予め装着する構成も、ガイドリ
ングを拡大予定区域に隣接する−・次シールドセグメン
ト４の内周に沿って装着するよ　７− うにすれば予め装着しておく必要もなく、シかも案内部
材をガイドリングに代え角状の枠体に形成すると共に、
拡大シールド機の形状を多少変更することにより円形拡
大部以外の角形拡大部等を造成することも可能である。

引続き第１図（Ｃ）工程について説明すると、前記沈設
した鋼製がツクス６内で拡大シールド機９を推進させる
方向と逆の内面に反力受１０を取付けると共に、この反
力受１０と前記拡大シールド機９との間に第５図に示す
構成の拡大シールドセグメント１１を設置し、当該セグ
メントの後方が反力受１０に当接する態様で基部を第６
図のように前記ガイドリング５に固定する。

この拡大シールドセグメント１１は通常のシールドセグ
メントと同様に取付角度位置によって多少形状が異るも
のもあるが、基本的には第５図に示すように溝形鋼によ
る補強枠体の天面と両側面とを鋼板で囲い、当該両側面
板の基部には前記ガイドリング５に取付けるだめの取付
孔１１ａを設けると共に、開口する前後面の縁部には隣
接する拡大シールドセグメント相互をネジ手段で連結す
　８− るための取付孔１１ｂが設けられている。

尚上記拡大シールドセグメント１１の両側板の内面には
図示しないがシールドジヤツキ９ｂに対する反力受が設
けられている。

次に第１図の）工程に示すように、前記沈設した鋼製ボ
ックス６の側板のうち、拡大シールド機９を推進する側
の前方側板６ｂを取外し、前記ガイドリング５に基部を
装着した拡大シールドセグメント１１を反力受としてシ
ールドジヤツキ９ｂを伸長させて拡大シールド機９を円
周方向に沿って推進せしめ、これを前方の地山に突入さ
せながら拡大シールド機内の地山を手掘りゃ図示しない
が拡大シールド機の中央に取付けたアースオーガー等適
宜の掘削手段により拡大掘削をおこなう。

この場合拡大シールド機９の反力は押圧を受けた拡大シ
ールドセグメント１１から鋼製デックス６の後方側板６
ｃに装着された反力受１０を介して他山に伝達される。

そして前記拡大掘削部には新たに拡大シールドセグメン
ト１１を先般の拡大シールドセグメントに隣接して配置
し、当該基部を取付孔１１ａを介してガイドリング５に
又開口縁部を数例孔１１ｂを介して先般の拡大シールド
セグメントに各々固定する。

以下同様工程により順次拡大シールド機９をガイドリン
グ５に沿って推進させながら拡大掘削を行うと共に、拡
大シールドセグメントを順次取付ける作業を、第１図（
Ｅ）工程で示す前記取外した一部シールドセグメン）３
ａと隣接するー・次シールドセグメン）３ｂが有る位置
まで繰返し行う。尚この場合シールドジヤツキ９ｂのシ
リンダー先端はシールド機の後方に隣接する拡大シール
ドセグメントの反力受に衡合させるよう順次移行させな
がら拡大シールド機９を推進させる。この時点で特に」
三方からの地山の崩壊が問題になる場合には、最後に取
り付けた拡大シールドセグメントの取付孔１１ｂを利用
してここに土留板１２を取付けて切羽の崩壊を防止する
と共に、前記−次シールドセグメント３ｂを取外す。

そして再び前記工程と同様に拡大シールド機９を推進さ
せながら拡大掘削を行うと共に、拡大シールドセグメン
ト１１を順次取付けする作業を、第１図（Ｆ）工程で示
す鋼製ボックス６の少し手前位置迄繰返しおこない、鋼
製ボックス６の側面板６Ｃを取外して当該ボックスの直
前まで掘削を行う。

ここで拡大シールド機９の先端側を最初に取付けた鋼製
ボックス内の拡大シールドセグメントに、又拡大シール
ド機の後端側を最後に取付けた拡大シールドセグメント
に、更に拡大シールド機の基部側はガイドリング５に各
々ネ・ゾ手段により一体接合すると共に、拡大シールド
機のシールドジヤツキ９ｂや反力受１０等を取外したの
ち、拡大シールド機９の内側にも拡大シールドセグメン
ト１１を取付ける。これにより拡大予定区域２の外周全
域に坦っての拡大掘削がなされ、当該拡大掘削部の外側
が拡大シールドセグメント１１で囲まれて他山の崩壊を
拡大トンネルを得ることができるものである。この拡大
トンネルは、第６図の仮想線で示すようにトンネルの軸
線方向に推進させる別の拡大シールド機を内部に組立て
設置し、進行方−１】　− 向の拡大シールドセグメントの前面板を取外した状態に
すれば当該拡大シールド機の発進基地となり、トンネル
の軸線方向に沿って長尺の拡大掘削部を造成することが
できる。

もちろん本願の拡大シールド掘削工法は上記発進基地の
みならず、トンネル内に比較的短い拡大部の造成を必要
な各種用途に使用することができる。

尚前記実施例においでは、シールドジヤツキの反力を拡
大シールド機に隣接する拡大シールドセグメントで受け
るようにしたが、ガイドリングに適当な反力受構造を設
けてこれで受けるようにすることも出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図囚〜（Ｆ′）は本願掘削工法の工程図、第２図は
トンネル内の拡大予定区域部分を示す傾視図、第３図は
ガイドリングに拡大シールド機を嵌装した状態を示す正
面図、第４図は拡大シールド機の推進状態を示す側面図
、第５図は拡大シールドセグメントの斜視図、第６図は
ガイドリングに拡大　１２− シールドセグメントを取付けた状態を示す正面図である
。 〔符号の説明〕 、１・・・−次トンネル　　　２・・・拡大予定区域３
・・・拡大予定区域内の一部シールドセグメント４・・
・拡大予定区域外の−・次シールドセグメント５・・・
ガイドリング　　　６・・・鋼製ボックス７・・・ジヤ
ツキ　　　　　８・・・地山９・・・拡大シールド機　
　１０・・・反力受１１・・・拡大シールドセグメント
。 特許出願人　三井建設株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. −ｉ＆シールドセグメントが施こされた既設トンネルの
   拡大予定区域に対して、軸線と直交する方向に沿った外
   周を拡大する掘削工法であって、前記拡大予定区域の一
   部シールドセグメントを軸線方向に沿って直列状に取外
   し、この取外し部分の地山を拡大掘削してここに拡大シ
   ールド機を設置し、前記拡大予定区域の両端には各々軸
   線と直交する方向に沿って案内部材が各々取付けされ、
   この案内部材に前記拡大シールド機の基部を嵌装して、
   シールドジヤツキの伸長により拡大シールド機を案内部
   材に沿って順次推進させながら一部シールドセグメント
   の外周を拡大掘削せしめたことを特徴とする拡大シール
   ド掘削工法。