JP3874618B2 - Simultaneous expansion shield method and its equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一部区間の断面を拡大して掘削する同時拡大シールド工法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
シールドトンネルにおいては、占用企業者の分岐接続など一部分だけ断面を拡大する場合が生じる。例えば、共同溝において直交方向からのケーブルを接続する場合に、ケーブルの曲げRのためのスペースとして拡大部が必要であり、或いは、地下鉄や地下高速道路等で付随設備室を設ける場合等にも拡大部を要する。
【0003】
このような場合に地上部を占有して作業をすれば比較的に容易に拡大部を形成できるが、最近では長期間に及ぶ地上部の占有は困難であるため、地上を使用せずに地中のみからの施工が望まれている。通常、地下のトンネル掘削作業はシールド工法によって行われており、拡大部分の掘削には、標準径断面でシールドトンネルを築造後に一旦組み付けた拡大部分のセグメントを取り外して施工する拡大シールド工法やNATM工法などが用いられている。
【0004】
しかしながら、上記のようにシールド機による掘削作業と拡大部の掘削作業を別個に施工する従来の拡大シールド工法やNATM工法では、効率が悪く、工期が長くなり、従ってコストが高くなる等の問題があった。
そこで、本出願人は、上記の問題点に鑑み、特願2000−345116号において標準径と拡大部とを同時に施工する推進工法を提案している。
【0005】
上記の提案は従来の技術に対してその問題点を解決し、十分に成果を上げることが出来る技術であるが、その後の研究改良により、さらに能率よく経済的に施工できる技術を開発することが出来た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、標準径シールドと拡大部との掘削を能率よく同時施工できるシールド工法及びその装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、一部区間の断面を拡大して掘削する同時拡大シールド工法において、標準径シールド機1により掘削、設置された複数の標準セグメント2の一部を脱枠開放して拡大掘削し、脱枠開放部の前方の標準セグメント2に刃口体4のバルクヘッド部4bを連結し、バルクヘッド部4bの後方に標準径に相当する位置で同時推進用の推進ジャッキ6を連結し、スキンプレート部4aの内部に、テールシール5を介して摺動自在にシェルター3を設けるとともに、該シェルター3を脱枠開放部の後方の標準セグメント2に連結し、推進ジャッキ6により刃口体4及び標準径シールド機11の双方を所定量だけ同時推進し、前進された刃口体4とシェルター3間の拡大空間においてスキンプレート4aの内側に拡大セグメント10を組み込み、繰り返し工程として、推進ジャッキ6とシェルター3との間に推力伝達部材7をセットして、掘削、同時推進、セグメント組み込みを繰り返して施工する。
【0008】
また、本発明によれば、所定拡大区間通過後は推力伝達部材を残置したまま、標準シールド工を施工する。シールド掘進の推力が拡幅部に伝わらなくなった時点で推力伝達部材を取りはずす。
【0009】
また、本発明によれば、標準径シールド機1により掘削、設置された複数の標準セグメント2の一部を脱枠開放し、拡大掘削した個所に設置されてトンネル断面を拡大して掘削する同時拡大シールド装置において、スキンプレート部4a及びその前部のバルクヘッド部4bを有する刃口体4と、スキンプレート部4aの内部にテールシール5を介して摺動自在のシェルター3とを具備し、前記シェルター3は脱枠開放部の後方の標準セグメント2に連結可能とされ、前記バルクヘッド部4bは脱枠開放部の前方の標準セグメント2に連結可能とされ、バルクヘッド部4bの後方に標準径に相当する位置で同時推進用の推進ジャッキ6が連結され、推進ジャッキ6により刃口体4及び標準径シールド機11の双方を同時推進するよう構成されている。
【0010】
即ち、本発明によれば、シールド工によりテール部が拡大開始位置に達するまで掘削され、その所定位置で拡大掘削し、シェルター及び刃口体を設置し、刃口体の前方を所定距離(1リング分)だけ掘削して、推力伝達部材で反力を受けて推進ジャッキにより標準径シールドと同時推進し、刃口体内に拡大セグメントを組み付け、所定の拡大区間施工後に標準径シールド工も戻せばよく、僅かの推力増加で同時に能率よく施工できる。なお、刃口体前方の掘削は手堀り掘削でもよい。
【0011】
なお、拡大部分の断面は同心円に限定されず、非同心円、馬蹄形、矩形等の任意形状の断面に適用できる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る同時拡大シールド装置の一実施形態を示し、標準径のシールド機1により掘削、設置されたセグメント2の拡大開始位置に鋼材で構成されたシェルター3が設置され、拡大部の掘削が開始される態様を示している。 なお、この拡大部を形成するには任意適宜の方法が採用でき、例えば拡大部の一部のセグメントを取りはずし、必要に応じて薬液注入等の地盤改良を行い掘削する(後述参照)。
【0013】
このようにして拡大部の一部を掘削したならば、その端部に断面チャンネル状のシェルター3を設置する。このシェルター3の外周は拡大部に設置するセグメントと同径に構成されている。そしてシェルター3の外周には、スキンプレート4aとバルクヘッド4bとで構成されている刃口体4がテールシール5を介して前後方向に移動可能に設けられている。ここで、符合20はシールドカッター、21はスクリューコンベア、22は簡易作業台車をそれぞれ示している。
【0014】
図2を参照して、標準径のセグメント2aにはバルクヘッド4bが取りつけられ、その後方に推進ジャッキ6が取りつけられており、推力伝達部材7を介して後方の標準径セグメント2に推力が伝達され、スキンプレート4aの内側には複数(図示の例は12箇所)の同調ジャッキ11が拡大セグメント10を介してシェルター3に推力が伝達されよう構成されている。なお、セグメント2aは拡大部の掘削が終了して標準径に戻る場合の最初のセグメントとなる。
【0015】
また、スキンプレート4aは多数〔図時の例は16箇所〕の補強リブ材9で連結されており、手堀リ掘削の場合の作業者足場16と開口部15とが設けられている。ここで、符号12はフェースジャッキ、13は作業者、Kは拡大部の切羽をそれぞれ示している。
【0016】
以下、拡大部掘削の工程を説明する。
拡大部を施工する所定位置に到達したら、図1を参照して、標準径セグメント2を脱枠開放し、拡大掘削してシェルター3を設置し、そのシェルター3の外周にスキンプレート4aのテールシール5が当接するように刃口体4を設置する。この場合、要すればシェルター3を設置するため拡大掘削する個所は地盤改良を実施しておく。
【0017】
次いで、バルクヘッド4bに取りつけられた推進ジャッキ6とシェルター3との間に第1の推力伝達部材7を設置すると共に、拡大セグメント10と同調ジャッキ11とを設置する。
【0018】
まず、バルクヘッド4bの前方を、例えば手堀リ掘削により拡大セグメント10の1リング分掘削する。そして、推進ジャッキ6及び同調ジャッキ11によりシールド機1および刃口体4を拡大セグメント10の1リング分だけ推進する。
【0019】
刃口体4内で拡大セグメントを組み付け、推進ジャッキ6と第1の推力伝達部材7との間に第2の推力伝達部材7をセットし(第1と第2の推力伝達部材は同じものであるので同じ符合を用いる)、拡大部切羽Kを手堀りでさらに1リング分だけ掘削して同様の工程を繰り返し、拡大部を掘削する。
【0020】
図3は、以上の工程を繰り返して拡大セグメント10を18リング組み付けた態様を示している。
そして、拡大部の終点に到達したら最終の拡大セグメント10を組み付けたら、標準径のシールド工に戻ればよい。その後、シールド工の推力が拡大部へ伝達しないことを確認し、推力伝達部材7、推進ジャッキ6、同調ジャッキ11を撤去する。
【0021】
以上、拡大セグメント用の同調ジャッキ11を用いた例を説明しているが、刃口体4の強度・剛性が十分であれば同調ジャッキ11は省略することが出来、作業管理を容易にすることが出来る。
【0022】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した通り構成されており、以下の優れた効果を奏することが出来る。
(1) 拡大区間のセグメントが組み付け位置固定となるため、1セグメント毎に裏込め注入がしっかり実施できる。 (2) 拡幅施工が、シールド掘削工程内で行え、工程の把握が容易である。 (3) 推進用の推力伝達部材等は標準化しておけば、数カ所の拡大区間で反復使用でき、経済的である。 (4) 従って、拡大区間のあるシールド工が効率よく、短い工期で、安全に施工できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す拡大部掘削装置。
【図2】図1のバルクヘッドの後面図。
【図3】図1の拡大部掘削装置により拡大区間を掘削した態様を示す図。
【符号の説明】
1…シールド機
2…標準径セグメント
3…シェルター
4…刃口体
6…推進ジャッキ
7…推力伝達部材
9…リブ材
10…拡大部セグメント
11…同調ジャッキ
15…開口部
16…足場
K…拡大部切羽[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a simultaneous enlargement shield method and an apparatus for excavation by enlarging a section of a partial section.
[0002]
[Prior art]
In the shield tunnel, there is a case where the cross section is enlarged only partially, such as a branch connection of a private company. For example, when connecting cables from the orthogonal direction in a common groove, an enlarged portion is required as a space for bending the cable R, or when an auxiliary equipment room is provided in a subway or an underground highway, etc. Requires an enlarged section.
[0003]
In such a case, if the work is performed while occupying the ground part, the enlarged part can be formed relatively easily. However, since it is difficult to occupy the ground part for a long period of time recently, the ground part is not used. Construction from the inside is desired. Underground tunnel excavation work is usually carried out by the shield method, and for excavation of the enlarged portion, the enlarged shield method and NATM method in which the segment of the enlarged portion once assembled after the shield tunnel is built with a standard diameter cross section is removed. Etc. are used.
[0004]
However, the conventional expansion shield method and the NATM method in which the excavation work by the shield machine and the excavation work of the enlarged portion are separately performed as described above have problems such as inefficiency, long work period, and high cost. there were.
In view of the above problems, the present applicant has proposed a propulsion method in which Japanese Patent Application No. 2000-345116 simultaneously constructs the standard diameter and the enlarged portion.
[0005]
The above proposal is a technology that can solve the problems of the conventional technology and achieve a satisfactory result. However, it is possible to develop a technology that can be constructed more efficiently and economically by subsequent research and improvement. done.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a shield method and apparatus capable of efficiently performing simultaneous excavation of a standard diameter shield and an enlarged portion.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in the simultaneous enlargement shield method in which a section of a section is enlarged and excavated, the excavation is performed by releasing a part of a plurality of
[0008]
Further, according to the present invention, after passing through the predetermined enlarged section, the standard shield work is applied with the thrust transmission member remaining. Remove the thrust transmission member when the thrust of shield digging is no longer transmitted to the widened part.
[0009]
Further, according to the present invention, a part of the plurality of
[0010]
That is, according to the present invention, the tail is excavated by the shield until the tail reaches the expansion start position, the excavation is performed at the predetermined position, the shelter and the blade body are installed, and the front of the blade body is set at a predetermined distance (1). If only the ring part) is excavated, the reaction force is received by the thrust transmission member, the propulsion jack is simultaneously propelled with the standard diameter shield, the enlarged segment is assembled in the blade body, and the standard diameter shield work is returned after the predetermined enlarged section is constructed. Well, it can be constructed efficiently with a slight increase in thrust. The excavation in front of the blade body may be manual excavation.
[0011]
The cross section of the enlarged portion is not limited to a concentric circle, and can be applied to a cross section of an arbitrary shape such as a non-concentric circle, a horseshoe shape, or a rectangle.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of a simultaneous expansion shield device according to the present invention, in which a
[0013]
When a part of the enlarged portion is excavated in this way, a
[0014]
Referring to FIG. 2, a
[0015]
The
[0016]
Hereinafter, the process of excavating the enlarged portion will be described.
When reaching the predetermined position for constructing the enlarged portion, referring to FIG. 1, the
[0017]
Next, the first
[0018]
First, one ring of the
[0019]
An enlarged segment is assembled in the
[0020]
FIG. 3 shows an aspect in which 18 rings of the
When the final
[0021]
As described above, the example using the tuned
[0022]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and can exhibit the following excellent effects.
(1) Since the segment of the enlarged section is fixed at the assembly position, backfill injection can be performed firmly for each segment. (2) Widening work can be performed within the shield excavation process, making it easy to grasp the process. (3) If a thrust transmission member for propulsion is standardized, it can be used repeatedly in several enlarged sections and it is economical. (4) Therefore, a shield work with an enlarged section can be efficiently performed in a short construction period and safely.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged section excavator showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a rear view of the bulkhead of FIG.
FIG. 3 is a view showing a mode in which an enlarged section is excavated by the enlarged portion excavating apparatus of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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