JPS6175196A - 筒体の地中布設方法及びその装置 - 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】 イ１発明の目的 「産業上の利用分野」 オープンシールド工法により高水位極軟悪質の地盤中に
各種筒体を布設し、人、車輛、水、ケーブルその他を通
過させる地中トンネルの筒体布設方法及びその装置の分
野に属する。

「従来の技術」 従来上部開口のオープンシールド機金用いて地下水位の
高い砂質層やＮｉ０前後の極軟弱地層中に各種筒体を布
設する場合は地下水又は極軟シルトがシールドの前後か
ら押しよせシールド内に４゜ 流してシールド掘進は不可能に近く、又たとえ掘進でき
たとしても上下の勾配の凹凸狂いが甚だしくシールドテ
ール内で据付ける完成筒体の勾配が大きく狂い設計回通
ジ布設できない。その為に従来この種極悪質地層に対し
ては薬液注入による地盤改良を行ってから施工するのが
普通であった。

「発明が解決しようとする問題点」 前記のように従来のオープンシールド工法では前記の悪
質地盤に対してはほとんど用いられないか又は薬液注入
による地盤改良を必要としているが、本発明が解決しよ
うとする問題点は次の通ジである。

■オープンシールド機の前後から７一ルド機内へ浸入す
る泥土水全防止する止水の問題。

■軟弱悪質地盤中のオープンシールド機の掘進時に発生
する必然的な上下勾配の狂いによる筒体の勾配狂いの問
題。

■在来オープンシールド機のテール部に装着しているテ
ールシールの不完全性によるテール部後方から侵入する
泥土水の問題並びにテールシールの故障破損による取代
え交換の困難性の間鏡。

■オープンシールドテール部後方の掘削跡の溝内壁の崩
れやそれに伴う地盤の沈下附近構造物の移動の問題。

■以上により在来オープンシールド工法が薬液注入等の
地盤改良工法の併用なくしては使用不可能な地下水位の
高い砂質層や極軟弱シルト層中にても在米オープンシー
ルド工法が必要としていた高価な薬液圧入工金用いるこ
となく悪質地中に筒体を正しい高低高金保ち乍ら布設す
ることができるようにしようとする問題点。

口３発明の構成 「問題点を解決する為の手段」 まず第１の止水の問題点はオープンシールド機の前部の
フロント部内に止水壁を設けて切羽からの侵入泥水全防
止するとともにフロントｓの後部内面に挿入されるテー
ル部との隙間から流入する泥・土・水に対しては、テー
ル部前部にその下部にシール材を有する方形枠体を設け
、木枠体の両側に外側と下部に止水材全着脱自在に取付
けた側面止水柱体全小型ジヤツキで強固に連結取付は小
型ジヤツキにより、側面止水柱体を側方に押し出しフロ
ント部側面に圧着することによりフロント部とテール部
の間隙からの泥土水の侵入をシールして防止し、かつテ
ール部後方の地下水泥土が筒体周辺とテール部内面間の
間隙より侵入する泥砂上水は在米のオープンシールド機
のテールシール全削除し、テール部内で筒体の高さ調整
具上に据付ける筒体の前面に当てるシールドジヤツキの
押当部材としてコ状又は逆コ（ロ）状の押当兼上下側面
止水枠体及びその開方側にテール部内側面に沿わせて押
当兼側面正水柱体金小ジヤツキにて強固に連結取り付け
て押当兼止水枠体ｆ：構成し、その外側及び下底面並び
に筒体前面との接触面に各柚上水材を取り付けて小シャ
ツ中にて押当兼止水枠体を押し開きテール部内面に強く
圧着することによジテール部内面と筒体外周との間隙よ
り侵入する泥土水の流入はシールして防止することかで
きてオープンシールド内への泥土水の侵入は全て防止で
きる。なお、テール内に据付けられた筒体とテール部の
間隙には在米のようなテールシールを用いることなく各
種填充材を注入填充するので一層泥土水の防止の役目を
果たす０ 次に地下水位の高い砂層や極軟悪質地盤中を掘進するオ
ープンシールド機の上下勾配の狂いの問題全従来のシー
ルド工法のようにシールド機の方向修正により直接解決
することは困＃Ｉなのでシールド機の底面位置全規定掘
進勾配高さよりもシールド掘進中に生ずる凹凸中計画掘
削線より凸出する高さ分だけ深い処を掘進するように下
げて、シールド掘進線の凹凸の変化を筒体布設勾配線以
下に上下波打ち乍ら掘進することは容易なので、そうい
う掘進の方法を採用し、テール部底面に据付ける筒体と
テール部底面間に生ずる間隙には筒体の高さ調整具全取
付は介在させて筒体をこの上に据付は筒体の高さだけを
正規の位置に据付けることができるようにして、筒体の
高さを設計勾配に正しく維持させることができるように
した。

次に在米オープンシールド工法により掘削されるテール
部後方の方形の溝の内面と筒体外周間との大なる空隙の
填充時間の遅延による溝周辺からの地下水と泥土の流入
による地盤沈下と附近構造物変移の問題は本発明にては
筒体がテール部内に高さ調整真上に据付けられ、その前
面に押当兼止水枠体を完備した後に直ちに筒体上部より
各種グラウト材を流入填充してテール部内の空隙を填充
して押当兼止水枠体を介して筒体を反力としてシールド
ジヤツキにてシールドを前進させ筒体とその外周填充材
の一体的方形のパッケージをテール部後方の溝内に残置
してゆくので溝内面と前記パッケージ外周間の隙間はテ
ール部の肉厚だけの僅少なものとなり、この僅少の隙間
へテール部進行中に填充を行うので填充時間も僅少で済
み、在米工法に見られる地盤沈下構造物変移の問題を防
止することができる。かくして、地下水位高い砂質層や
極軟シルト層中にても在来オープンシールド工法のよう
に薬液注入による地盤改良の併用工法を用いることなく
悪質地中に筒体を高低勾配正しく布設することができる
。

「作用」 本発明のオープンシールド機のテール部前端の方形枠体
に小型ジヤツキにて連結される外側にシール材を有する
側面止水柱体を小型ジヤツキにて外側のフロント部側面
に押し付は密着させてフロント部とテール部との間隙よ
りの泥土水の流入を防止すると共に、テール部底面に筒
体の高さ調整具を取り付けてその上に筒体を高さ正しく
据付け、筒体前面には押当兼止水枠体をシールドジャ十 ツキに押し付は支持し、前記枠体に備える小ジヤツキを
推進して押当兼止水柱体と押当兼上下側面止水枠体と全
押し開きテール部内面に圧押しその外側のシール材で面
体とテール部及び押当兼止水枠体との接触面の間隙及び
筒体前面との間隙と全シールして止水する。又テール部
底面上の筒体高さ調整具上に据付けられた筒体外周とテ
ール部内面間の空隙部に筒体上部より各種グラウト材を
注入填充し、シールドジヤツキで押当兼止水枠体を介し
て筒体を反力としてフロント部及びテール部を推進前進
させフロント部前面の切羽土砂を止水壁にて圧密し地下
水がフロント部よジ後部へ流入せぬようにすると共に圧
密脱水される切羽部の地下水位は在米地下水位より上昇
し、切羽周辺土砂を加圧して周囲地盤の沈下を防ぎ切羽
の圧密土砂だけを掘削機にて掘削排土する。とくに地下
水位高い砂層や極軟弱シルト層中にオープンシールド機
自体を勾配正しく掘進操縦することは困難なのでシール
ド掘進中に生ずる計画勾配線に対する凹凸上下昇降掘進
曲線の凸出高さに相当する高さく地質その他により異な
るが大兄５ｃｒｎ前後〕だけシールドを計画掘進線よＶ
深く掘進させシールドの実掘進勾配ラインを常に計画掘
進ラインより下に位置させるように計画的に施工して筒
体据付計画線より下っているテール部底面に筒体高さ調
整具を取り付けて正しい高さにし、この上に筒体を据付
けて筒体底面高すヲ正しい設計高さに一致させて前記し
たようにテール部内面と筒体外周間にグラウト材を填充
して筒体を正しい高さに維持し、シールドジヤツキによ
り＠体を反力としてシール町 ド機を前進させることにより筒体全テール部後方に残置
してゆき、筒体とその周辺のグラウト材による方形のパ
ッケージをテール部後方に残置し乍らパッケージ周囲の
テール部の肉厚に相当する僅少の間隙へテール部前進中
に各種グラウト材を填充することにより溝の崩れと地盤
沈下全防ぎ筒体高さを正しく維持し、所定勾配線に地中
に布設してゆく、上記の作業をくジ返して悪質地中に所
定長さに筒体を正規の位置へ布設させる。

「笑施例」 本発明の１実施例について図面により説明する。

シールドジヤツキ７と、方向修正ジヤツキ７′ヲ内装す
る上部開口のオープンシールド機１は、前部のフロント
部ＩＩと後部のテール部１２が抜差し可能に組合されて
構成されフロント部ｈＫは、止水壁１）を設け、テール
部１２前面には底部にシール材を有する方形枠体１２を
取付け、枠体１２外側には、フロント部１）との接触面
に各種シール材を取付けた止水柱体１３を小型ジヤツキ
１４により強固に連結して、フロント部１）内面に圧着
し、フロント部ＩＩとテール部１）間の間隙より流入す
る泥水土砂を防止する。又極軟悪質地盤内を推進するオ
ープンシールド機１は設計勾配通りに前進することがで
きず必然的に凹凸の高低差を生じ乍ら蛇行掘削ラインの
Ｂ線（第６図図示）上を進行するので、土質により生ず
る凸部の高さ分だけを下に下げて、施行計画線より深い
位置を上下波打ち乍ら掘進させ、テール部１．底面に筒
体の高さ調整具４を取付け、この高さ調整具４の上に筒
体３を正しい設計高の底部勾配ラインＡ線（第６図）上
に沿わせて据付は筒体３前面に外形コ状又は逆コ（ロン
状の押当兼側面止水枠体５．と、この開放部側に小ジヤ
ツキ６にて強固に連結されて１体的に構成させると共に
テール部１ズ及び筒体３との接触面にシール材を取付け
た押当兼側面止水柱体５１により構成される押当兼止水
枠体５を筒体３前面に押し当て前記小ジヤツキ６を作動
伸出させて押当兼止水枠体５を左右に開いてテール部１
２内面に圧着して筒体３周辺とテール部１□間及び筒体
３前面と押当兼止水枠体５間との間隙部９をシール材８
にてシールして筒体３上部より各種グラウト材２を注入
填充し、テール部１２と筒体３との間隙部９をグラウト
材２にて填充し、シールドジヤツキ７により押当兼止水
枠体５を介して筒体３を反力として（方向修正ジヤツキ
７′にてフロント部ＩＩの方向を修正し乍ら）オープン
シールド１を地中に推進させ、テール部１２後方に掘ら
れた跡の溝１０内に残置させつつテール部１）の進行中
に筒体１３を内包するグラウト材のパッケージと溝１０
間に存在するテール部肉厚に相当する僅少の間隙部９′
にグラウト材２を填充しつつ筒体３をテール部１２外に
残置してゆくこの一工程のシールド掘進作業が完了する
と押当兼止水枠体５を前方へ移動じて、テール部１．内
に再び高き調整具４を所要高さに修正し、この上に筒体
３を正しい設計勾配ラインＡに合せて据付け、上記の作
業を繰返す。

なお、フロント部１）の前方切羽の掘削はオープンシー
ルド１の推進に伴い、止水壁１）にて、切羽は圧密てれ
つつ、フロント部ＩＩ内へ圧入でれ、地下水は土砂と分
離されるか、泥水と共に在来地下水位より高められて、
逆に在米地下水を外方に押しやる傾向にあり、切羽の崩
れ無くして、圧密土砂全掘削できる。

本発明の装置の構造作用に関しては実施例及び明細喪中
の説明にて充分理解できるものと思われるので、大略省
略するが、在来オープンシールド工法と前述の相異点を
有する外に異なるのは、そのテール部１２に在米オープ
ンシールド機に必要としていたテールシール全省略した
ことであジ、こｆ″ｌ−によジ在米工法中の困難なテー
ルシールの摩耗交換作業を全部省けたことである。

ハ１発明の効果 本発明の効果は下記のように新しい理念によりそれ？実
現する為の優れた技術と具体的構造作用により優れた効
果を発揮するものである。

従来のオープンシールド機を用いたオープンシールド工
法では、Ｎ値０又は、モンケン自沈の極軟弱シルト層又
は地下水位の高い砂質層中にては、、ｔ−７°ｙｙ−′
ｂｐ”機０上下勾配０大き“狂７″リテール部内で布設
する筒体の高さも上下、大きい狂い？生じ、正しい設計
高さの勾配にて筒体を埋設することは困難であった。又
、地下水位の高い砂質土層中にても、フロント部とテー
ル部間の間隙及びテール部後方よりその内部に据付けた
筒体周辺との間隙に砂と水が流入し、従来用°いられて
いるテールシールによる上水の困難と泥水土砂の流入に
よる周辺土砂の沈下、並びにテール部の前進につれて、
シールド機にて掘削された跡の溝内に残置される筒体と
溝内面間の大きい間隙により発生する溝面の崩れと附近
地盤の沈下及び構造物の変移等の事故の発生により、前
記悪質地層中にては在米オープンシールド工法は使用さ
れることなく、又使用する場合は高価な薬液注入工の併
用による悪質地盤の改良により、在米オープンシールド
工法は用いられていたのであるが、本発明は、上記のよ
うな悪質地層中に於ても在来工法のように薬液注入工法
による地盤改良の必要なくして、安全に正しい計画勾配
線に合せて地下筒体を高さ正しく布設してゆけることが
できる優れた効果がある。

即ち、オープンシールド機前方の切羽部は、フロント部
内の止水壁によジ圧密脱水されて、水位が上るか、軟泥
上がフロント部内に盛上り、周辺で、これを掘削しつつ
直ちにオープンシールド機を前進するので切羽部周辺に
発生する地盤の変移は皆無に近い。

又、フロント部とテール部の間隙は、テール部前部に取
付けられた方形枠体に小型ジヤツキで強固に連結取付け
られたシール材付の側面止水柱体を小型ジヤツキでフロ
ント部両側へ押し付けられるので此の部からの地下水と
泥土の流入を防止でき、かつ、テール部と、筒体周辺の
間隙部は、筒内装される小ジヤツキの作動伸長により前
記押当兼止水枠体が左右に開きテール部と枠体との間隙
をシール材にて防止しかつ、筒体前面と枠体との接触面
のシール材も両者の僅かの間隙からの泥水、水の流入を
防止する。又小ジヤツキの作動により押当兼止水枠体全
左右に開き、シール材をテール部内面に圧着すると直ち
に筒体上部より適宜グラウト材を注入し本筒体とテール
部後方に残留される後部筒体前部とテール部間に存在す
る間隙部へ填充させるのでテール後部よりの泥土水の侵
入は完全に防止できる。また、シールド機の前進に伴い
、シールド機の掘削跡の溝内に残置されてゆく筒体を内
包したグラウトパッケージの外周と溝内面との間隙はテ
ール部の肉厚だけの僅少な空隙なので、この小間隙へテ
ール部上前進させつつ各種グラウト材金直ちに注入填充
してゆくことによジ、溝の崩れ地盤の変位は発生１７な
い。又極軟弱地盤中へのシールド機の掘進操作は困難な
作業で、どうしてもシールド機の上下の狂いは避けられ
ないので地質と経験笑績により、シールド機の上下凹凸
高さを算定しく多くの場合５ｃｒｎ前後）はじめからシ
ールド機の掘進深さをこの凹凸の凸部の高さく５ｃｒｎ
前後）分だけ、深く掘進させて行き、後部テール部の底
面に高さ調整具を据付けて、この上に筒体底部の高さ金
玉しい計画勾配ラインの高さにセットすることによジ、
オープンシールド機は、上下に凹凸の波形の掘進勾配を
取り乍ら、掘進してゆくが、筒体はテール部底面上の高
さ調整具の調整作用によジ正しい計画勾配高さに常に据
付はセット−ｇれて正しい設計勾配ライン上に布設させ
ることができる。このシールド蛇行掘進筒体設計勾配布
設の発想を用いた本発明は極軟弱地盤に於ても筒体を正
しい設計勾配ラインに合せて悪質地中に布設することが
できる大きい効果を発揮することができる。

本発明の装置は、前記の多大な効果を有する筒体の地中
布設方法を実現する為の装置であり、止水効果も安全で
かつ、設計勾配正しく筒体を布設することができるとと
もに前後のフロント部と、テール部の両者に分割されて
いるので方向修正ジヤツキとシールドジヤツキの左右伸
長加減により、左右のカーブも自在に切ることができ、
両側に住宅の並ぶ狭い道路下にてもカーブを切り乍ら、
住宅に変移を与えることなく、正しい高さの勾配リ ライ／上に筒体を布設してゆくことができる。又、在米
オープンシールド機のテール部に設けられるテールシー
ルを全て省略したので従来発生してい九テールシール部
よりの地下水泥流の侵入事故やテールシールの摩滅、故
障による交換取替の難作業やテールシール材の経費を省
き、経済的にも優れた筒体の地中布設装置を提供する。

上記のように本発明は在米オープンシールド工法では高
価な薬液注入工法の併用による地盤改良なくしては使用
できなかった極軟弱悪質地盤中に於ても、薬液注入工法
無くして、安全に正しく筒体を地中に布設してゆくこと
ができ、経済性と技術性に優れていることは、勿論、オ
ープンシールド工法の新規使用領域の拡大等により経済
社会に与える使役と、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す側面図、第２図は上記
実施例のフロント部とテール部間の上水手段を示す説明
図、第３図及び第４図は第１図Ａ−Ａ及びＢ−Ｂケ所の
断面図、第５図は第１図Ｃ−Ｃ欠所の断面図、第６図は
本発明のシールド掘削蛇行ラインＢと、筒体設計布設ラ
インＡの関係を示す説明図。 符号 １　　・・・・・・・　オープンシールト機ＩＩ・・・
・・・・フロント部 １２・・・・・・・・テール部 ２・・・・・・・・グラウト材 ３・・・・・・・・筒体 ４　・・・・・・・・高さ調整具 ５　・・・・・・・・　押当兼止水枠体５１　　・・・
・・・・・　押当兼側面止水柱体シ　・・・・・・・　
押当兼上下側面止水枠体６　・・・・・・・・小ジヤツ
キ ７　・・・・・・・・　シールドジヤツキ７′　・・・
・・・・・　方向修正ジヤツキ８・・・・・・・・シー
ル材 ９．９′・・・・間　疎部 １０・・・・・・・・溝 １）・・・・・・・・止水壁 １２・・・・・・・・枠　　体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上方開口の■型オープンシールド機を用いて湧水
   の多い悪質軟弱地盤中に筒体を正しい設計勾配に布設す
   る方法に関し、上部開口の方形オープンシールド機の前
   方のフロント部内に止水壁を設け、かつ、フロント部後
   方内部で抜差し的に前進するテール部前部に方形の枠体
   を取り付け、この枠体の両側面にフロント部内側面との
   隙間防止用のシール材付の側面止水柱体を小型ジャッキ
   にて連結取り付け、小型ジャッキを作動して、止水柱体
   をフロント部側面に押しつけて、テール部とフロント部
   間の止水装置を完成し、発進基地上に本オープンシール
   ド機を通常の掘削高の線より適宜深さ低目に据付け低く
   掘進させるがその前に後部テール底面に筒体の高さ調整
   具を取り付け、この上に筒体を高さ正しく据付け後部筒
   体に連結し、更に筒体前面にはテール部側面に沿わせて
   押当兼側面止水柱体をコ状又は逆コ（■）状の押当兼上
   下側面止水枠体の開放部に於いて小ジャッキで強固に連
   結させてなる外形方形の押当兼止水枠体を構成して筒体
   前面に当て、オープンシールド機に内装されるシールド
   ジャッキにて軽く支持し、更に押当兼止水枠体には、そ
   の左右側面及び下底面並びに筒体との接触面に相当する
   部分には各種シール材を脱着自在に装備して小ジャッキ
   により押当兼止水枠体を押し開きシール材をテール内面
   に密着させることにより、テール部と筒体外周との間隙
   及び筒体前面間の僅少の隙間を防ぎ、筒体上部より各種
   グラウト材を、筒体の高さ調整具によりテール部底面よ
   り高く正位置に据付けられた筒体外周とテール部内間の
   空隙部に填充した後、再びシールドジャッキにて押当兼
   止水枠体を介し、筒体を反力として、オープンシールド
   機が計画掘進高より低目に上下波打ち乍ら極軟弱地盤中
   を前進する場合でもテール部内で、高さ調整具により正
   規の高さに据付けられた筒体と、その外周のグラウト材
   よりなる方形のパッケージはシールド機にて掘削された
   テール部後部の方形の溝内に高さ正しく残置されてゆき
   、溝内周と前記パッケージ外周面間のテール部の肉厚に
   相当する小隙間にテール部進行中直ちにグラウト材を注
   入填充するようにして、上記の作業を繰り返し、悪質地
   盤中にオープンシールド機を掘進させ、筒体の高さを設
   計勾配ライン上に正しく位置させることができるように
   したことを特徴とする筒体の地中布設方法。
2. （２）その内部にシールドジャッキ及び方向修正ジャッ
   キを備える上部開口のオープンシールド機の前部のフロ
   ント部の内部に取り付ける止水壁、フロント部後方内面
   に抜差し的に前進するテール部前部に取り付ける底部に
   シール材を有する枠体、この枠体の両側部に小型ジャッ
   キにて強固に連結される外側と底部にシール材を有する
   側面止水柱体、テール部底面に取り付ける筒体の高さ調
   整具、テール部内に高さ調整具を介して据付けられる筒
   体の前面にシールドジャッキにより圧着されるコ状又は
   逆コ（■）状の押当兼上下側面止水枠体及びこの枠体の
   開放側に押当兼止水柱体を小ジャッキにて強固に連結さ
   れて構成される押当兼止水枠体及びこの押当兼止水枠体
   の外周面及び筒体との接触面に各種シール材を脱着自在
   に装着してなることを特徴として構成される筒体の地中
   布設装置。