JPS5921897A

JPS5921897A - 拡大シールド掘削方法

Info

Publication number: JPS5921897A
Application number: JP13013882A
Authority: JP
Inventors: 井上　一敏; 孝之松井; 上野　英和
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 1982-07-26
Filing date: 1982-07-26
Publication date: 1984-02-03
Also published as: JPS6216315B2

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、トンネルの一部に局部的な拡大トンネル部を
切削形成するだめの拡大シールド掘削方法に関する。

一般に、地下鉄等の１〜ンネルに駅等を作る場合には、
トンネルの一部に拡大部を設ける必要がある。

従来、１〜ンネルを拡大する工法としては、シールド工
法により通常径のトンネルを掘削しながら拡大予定区域
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
刃部を継ぎ足し、当該カッターヘッドを用いて引き続き
シールド工法により拡大予定区域に対して拡大掘削を行
ったのち、前記拡大刃部を取り外して再び通常径のトン
ネルの掘削を行うものがある。

しかし、この工法では、シールド機が通常径のトンネル
の掘削と拡大部の掘削の両方を行なうので、能率が悪く
、工期を長くする欠点がある。

また、従来の他の工法として、通常径の１〜ンネル掘削
を行ったのち、拡大予定区域に対して地上から立坑を設
（プ、この立坑を利用して拡大部分の掘削を行なうもの
がある。

しかし、この方法では掘削した立坑を拡大部分の造成後
に僅かにマンホール部分を残すのみで埋め立てねばなら
ず、経費と時間が大幅に必要になる欠点がある。

本発明は、このような従来方法の欠点を解消するために
なされたもので、通常径のトンネル掘削時の能率を妨げ
ることがな（、しかも、トンネル拡大部分を短時間で安
価に掘削することができる拡大シールド掘削方法を提供
することを目的とする。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。

第１〜２図は、本発明方法で使用するための拡大シール
ド掘削装＠へを示し、この装＠Ａは、小４− 径トンネルＴ１を形成している一部セグメント１の外表
面上を走行する少なくとも１台の台車２と、該台車２に
より搬送され且つ前記１次セグメント１の周囲で拡大ト
ンネルＴ２を掘削する筒状のシールジ３と、前記拡大ト
ンネルＴ２の内周面に装着された２次セグメント４より
反力を得て前記シールド３を推進させるよう、台車２上
に取付（プられたジヤツキ５と、前記台車２及び１次セ
グメント１の外表面間を密封するため、前記台車２の下
部に取付けられたゴムシール６及び空気袋状のエアーシ
ール７のようなシール部材と、前記台車２及びシールド
３の内面間を密封するため、該台車２及びシールド３間
に設置された密閉用仕切壁８と、前記台車２の進行側に
取付けられ且つ切羽９を粉砕する粉砕＠置１０とを具備
している。

前記小径トンネルＴ＋は、予め従来のシールド工法によ
り形成されている。

また、前記ゴムシール６は台車２が前進する際に１次セ
グメント１上を摺動し、エアーシール７は台車２が前進
する際にエアーを抜かれて１次セグメント１から離れ、
台車２が停止したときに再度エアーを充填されて、再び
１次セグメント１上に密着する。また、前記シールド３
と２次セグメント４の間を密閉するため、シールド３の
後端部には摺接シール１１が取付けられている。

更に、前記１次セグメント１には、六角ボルト装着孔（
図示せず）を利用して泥水人口１２と泥水出口１３が設
りられている。このような泥水入口１２と泥水出口１３
は、第３図に示すように、拡大シールド掘削装置Ａの仕
切壁８に設けることもできる。泥水人口１３からは、切
羽９側へ泥水が注入される。

一方、前記粉砕装置１０は本願実施例では、清水のジェ
ット噴射装置となっているが、機械的な回転式カッター
に置換可能である。

本発明方法の一例によると、先ず上記拡大シールド掘削
装置へを任意の方法により拡大トンネルＴ２の始端部に
配置し、泥水人口１２より泥水を注入すると共に、粉砕
装置１０を作動さ仕ながらジヤツキ５により台車２を進
行させて切羽９を掘７− 削し、小径トンネルＴ１の一部に拡大トンネルＴ２を形
成する。このさい、掘削された切羽９は泥水出口１３よ
り１〜ンネルＴ１又はＴ２内に押し出される。

なお、切り羽９が極めて軟弱な地盤であるときには、泥
水人口１２を設ける必要がなく、粉砕装置１０も不要で
、単に仕切壁８で押圧するだ（プで軟弱な切羽９を泥水
出口１３よりトンネルＴ１又はＴ２内に取り出すことが
できる。トンネル内に入った切羽すなわち土砂は、通常
の運搬装置で運び出される。

切羽９がやや堅い場合には、泥水人口１２より泥水を注
入して軟弱にしながら仕切壁８で１−ンネル内へ押し出
し、切羽９が更に堅いときには前記粉砕装置１０を台車
２に取付けて、該粉砕装置１０により切り羽９を十分に
軟弱にする。

上記実施例の説明から明らかなように、本発明は小径ト
ンネル用の１次セグメントの外表面上で掘削を行う拡大
シールド掘削装置を用いて拡大トンネルを形成するので
、小径すなわち通常径のト　　− ンネルの工事とは別に独立して工事を行うことができ、
作業能率を向上させることができる。また、通常径のト
ンネルに立坑を設ける必要がなく、通常径の一部に前記
拡大シールド掘削装置が入る空間を確保するだけで良い
ので、経費及び工期を大幅に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の一実施例を示す拡大トンネル部
の概略縦断面図、第２図は第１図の一部を省略した左側
面図、第３図は第２図の変更例の説明図である。［符号の説明］Ａ・・・拡大シールド掘削装置　Ｔ１・・・小径トンネ
ルＴ２・・・拡大トンネル　　　　１・・・１次セグメ
ント２・・・台車　　　　　　　　　３・・・シールド
４・・・２次セグメント　　　　５・・・ジヤツキ６・
・・ゴムシール　　　　　　７・・・エアーシール８・
・・仕切壁　　　　　　　　９・・・切羽１０・・・粉
砕装置　　　　　　１１・・・摺接シール１２・・・泥
水人口　　　　　　１３・・・泥水出口０− 第１図第２図第３図手続補正書昭和５８年１０月２６日特許庁長官　　若　杉　和　夫　　殿、事件の表示　　　特願昭５７１３０１、発明の名称　
　　拡大シールド掘削力法王をする者斗との関係　　特許出願人東京都　千代田区　岩本町　３丁目１０番１号三　井　
建　設　株式会社代表取締役社長　町　１）良　治埋入王の対象　　　　明細書く全文補正）明岸「１書　（全文補正）１、発明の名称拡大シールド掘削方法２、特許請求の範囲一部しグメントが装着された小径トンネル内の拡大予定
区域の始端部に拡大シールド掘削装置を設置し、該拡大
シールド掘削装置に設けた仕切壁とシール部材により切
羽側を閉塞すると共に、当該仕切壁の前方に泥水を注入
せしめ、前記拡大シールド掘削装置に設けたジェット噴
射装置から水を切羽に噴射させながら、拡大シールド掘
削装置を一部セグメントの外周に沿って推進させると共
に、泥状化した掘削土砂を順次トンネル内に取り込むよ
うにして拡大掘削部を造成することを特徴とした拡大シ
ールド掘削方法。３、発明の詳細な説明本発明は、小径トンネルの一部に局部的な拡大トンネル
部を造成するための拡大シールド掘削方法に関し、特に
前方の切羽側を泥水で満たして水のジェット噴射により
切羽を掘削するようにした拡大シールド掘削方法に関す
るものである。一般に、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り地下ケ
ーブルの連結作業場を設けたりするには、トンネルの一
部を拡大させる必要が生じる。この拡大工事を行なうための従来工法としては、たとえ
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、拡大掘削を行なう方法がとられてい
た。しかし、立坑を掘る方法では、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状に鑑みて、その実施が次
第に困雌になっており、また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。また、カッターヘッドに拡大刃部を継ぎ足す方法では、
拡大掘削径が大きくなると周面からの土圧に対抗できな
くなるので掘削径が制限を受けることや、通常径（小径
）トンネルの掘削と拡大部の掘削作業を並行して行なう
ことができず、その都度拡大刃部を着脱しなければなら
ないので、能率が悪くなる等の問題があった。そこで、本件出願人は先の出願において、これらの従来
工法を改善するトンネル掘削工法を提案している。この先に提案した工法によると、−次セグメント（シー
ルド）を装着したトンネル内の拡大予定区域の始端部に
拡大シールド機の発進基地となる拡大掘削部を設け、こ
こに−次セグメン１〜の外周に沿ってトンネルの軸線方
向に推進する拡大シールド機を設置し、当該拡大シール
ド機を推進させて拡大掘削を行なうとともに、拡大掘削
予定部分の一部セグメン１〜を順次取外しながら拡大掘
削部に二次セグメントを施すことを行なう。これによって、前記従来工法の欠点を改善し、通常径（
小径）のトンネル掘削と並行作業が可能　２− となり、しかも拡大部分を短時間で安価に掘削すること
ができる新規な拡大シールド掘削方法を提供した。そして本願発明は上記発明を発展させたものであり、拡
大シールド掘削装置に設けた仕切壁とシール部材とで閉
塞させた前方の切羽側に泥水を注入し、同じく拡大シー
ルド掘削装置に設けたジェット噴射装置から前方の切羽
側に水をジェット噴射させながら、−次セグメントの外
周に治って拡大シールド掘削装置を推進させることによ
り拡大掘削部を造成する拡大シールド掘削方法の提供を
目的とする。以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第１〜２図は、本発明方法で使用するための拡大シール
ド掘削装＠Ａを示し、この装置Ａは小径トンネルＴ＋を
形成している一部セグメント１の外表面上を走行するよ
うに内側にローラーを設けた内筒２と、該内筒２と協働
して前記−次セグメント１の周囲で拡大トンネルＴ２を
掘削する先端に刃口を設けた外筒３と、前記拡大トンネ
ルＴ２の内周面に装着された二次セグメント４より反力
を得て前記外筒３を推進させるように数句けられたジヤ
ツキ５と、前記内筒２及び−次セグメント１の外表面間
を密封するため、前記内筒２の下部に取付けられたゴム
シール６及び空気袋状のエアーシール７のようなシール
部材と、前記内筒２及び外筒３の内面間を密封するため
、該内筒２及び外筒３間を連結する態様で設置された密
封用仕切壁８と、前記内筒２の進行側に取付けられたノ
ズルから清水を高圧噴射して切羽９を粉砕するジェット
噴射装置１０とを具備している。前記小径トンネルＴ＋は、予め従来のシールド工法によ
り形成されている。また、前記ゴムシール６は内筒２が前進する際に一部セ
グメント１上を摺動し、エアーシール７は、内筒２と外
筒３とが前進する際にエアーを抜かれて一部セグメント
１から離れ、内筒２が停止したときに再度エアーを充填
されて、Ｍσ−次セグメント１上に密着する。また、前
記外筒３と二次　６− セグメント４の間を密閉するため、外筒３の後端部には
摺接シール１１が取付けられている。更に、前記−次セグメント１には、六角ボルト装着孔（
図示せず）を利用して泥水入口１２と泥水出口１３が設
けられている。このような泥水人口１２と泥水出口１３
は、第３図に示すように、拡大シールド掘削装置Ａの仕
切壁８に設けることもできる。泥水人口１３からは、崩
壊を防止するために切羽９側へ泥水が注入される。本発明方法の一例によると、先ず上記拡大シールド掘削
装置Ａを任意の方法により拡大トンネルＴ２の始端部に
配置し、ジヤツキ５を伸長させ外筒３の先端刃口を地山
に突出させ、泥水人口１２より泥水を注入する°と共に
、ジェット噴射装置１０を作動して前方地山を泥状化さ
せながらジヤツキ５により内筒２を一部セグメント１の
外周に沿って進行させながら切羽９を掘削し、小径トン
ネルＴ１の一部に拡大トンネルＴ２を造成する。又泥状化した掘削土砂は泥水出口１３より順次トンネル
「１又はＴ２に押し出され、公知の泥水式シールドＬ法
と同様にポンプでトンネル外へ排出したり、土砂と水を
分離して水を再度切羽の加圧水として循環使用すること
ができる。上記実施例の説明から明らかなように、本発明は小径ト
ンネル用の一部セグメントの外表面上で掘削を行う拡大
シールド掘削装置を用いて拡大トンネルを形成するので
、小径すなわち通常径のトンネルの工事とは別に独立し
て工事を行うことができ、作業能率を向上させることが
できる。また、通常径のトンネルに立坑を設ける必要が
なく、通常径の一部に前記拡大シールド掘削装置が入る
空間を確保するだけで良いので、経費及び工期を大幅に
減少させることができる。更に切羽に対してシールド先端の刃口で山止めされしか
も充填した泥水で土庄に耐える構成により軟弱地盤でも
切羽の崩壊が少なく、又切羽側が閉塞されていることに
より作業者は後方で安全作業を行うことができると共に
、掘削およびずりの搬出に人力を要しない等の利点があ
る。４、図面の簡単な説明 −７−（。６− 第１図は、本発明方法の一実施例を示す拡大トンネル部
の概略縦断面図、第２図は第１図の一部を省略した左側
面図、第３図は第２図の変更例の説明図である。［符号の説明］Ａ・・・拡大シールド掘削装置　Ｔ１・・・小径トンネ
ルＴ２・・・拡大トンネル　　　　１・・・−次セグメ
ント°２・・・内筒　　　　　　　　　３・・・外筒４
・・・二次セグメント　　　　５・・・ジヤツキ６・・
・ゴムシール　　　　　　７・・・エアーシール８・・
・仕切壁　　　　　　　　９・・・切羽１０・・・ジェ
ット噴射　　　　１１・・・摺接シール１２・・・泥水
人口　　　　　　１３・・・泥水出口’）７Ｌ−８−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）小径トンネルを形成している１次セグメントの該
表面上を走行する台車と、該台車により搬送され且つ前
記１次セグメントの周囲で拡大トンネルを掘削する筒状
のシールドと、前記拡大トンネルの内面に装着された２
次セグメントより反力を得て前記シールドを推進させる
ジヤツキと、前記台車及び１次セグメントの該表面間を
密封するため、前記台車の下部に取付けられたシール部
材と前記台車及びシールドの内面間を密閉するため、該
台車及びシールド間に設置された密閉用仕切り壁とを具
備する拡大シールド掘削装置を拡大トンネルの始端部に
配置し、前記１次セグメントもしくは拡大シールド掘削
装置の仕切り壁に土取出口をあけて前記拡大シールド掘
削装置を切羽側へ進行させることにより、拡大トンネル
を形成することを特徴とする拡大シールド掘削方法。
（２）小径トンネル形成している１次セグメントの外表
面上を走行する台車と、該台車により搬送され且つ前記
１次セグメントの周囲で拡大トンネルを掘削Ｊ−る筒状
のシールドと、前記拡大トンネルの内面に装着された２
次セグメントより反力を得て前記シールドを推進さぼる
ジヤツキと、前記台車及び１次セグメントの該表面間を
密封するため、前記台車の下部に取付けられたシール部
材と、前記台車及びシールド内面間を密閉づるため、該
台車及びシールド間に設置された密閉用仕切壁とを具備
する拡大シールド掘削装置を拡大トンネルの始端部に配
置し、前記１次セグメント若しくは拡大シールド掘削装
置の仕切壁に泥水入口及び泥水排出口をあけて、前記泥
水入口より切羽へ泥水を注入しながら前記拡大シールド
掘削装置を切羽側へ進行させることにより、拡大トンネ
ルを形成することを特徴とする拡大シールド掘削方法。
（３）小径トンネル形成している１次セグメントの外表
面上を走行する台車と、該台車により搬送され且つ前記
１次セグメントの周囲で拡大トンネルを掘削する筒状の
シールドと、前記拡大シールドトンネルの内面に装着さ
れた２次セグメントより反力を得てを前記シールドを推
進させるジヤツキと、前記台車及び１次セグメン１への
外表面間を密封するため前記台車の下部に取付けられた
シール部材と、前記台車及びシールドの内面間を密閉す
るため、該台車及びシールド間に設置された密閉用仕切
壁と、前記台車の進行側に取付りられ目つ切羽を粉砕す
る粉砕装置とを具備する拡大シールド掘削装置を拡大ト
ンネルの始端部に配置し、前記１次セグメント若しくは
拡大シールド掘削装置の仕切壁に泥水入口及び泥水排出
口をありで、前記泥水入り口より切羽へ泥水を注入し且
つ前記粉砕装置により切羽を粉砕しながら前記拡大シー
ルド掘削装置を切羽側へ進行させることにより、拡大ト
ンネルを形成することを特徴とする拡大シールド掘削方
法。
（４）粉砕装置は、清水のジェット噴射装置である特許
請求の範囲第３項記載の方法。
（５）　％）枠装置は回転式カッターである特許請求の
範囲第３項記載の方法。