JP4144658B2

JP4144658B2 - Dual-type parent-child shield machine and method

Info

Publication number: JP4144658B2
Application number: JP13447899A
Authority: JP
Inventors: 研一金子; 功橋本; 広幸伊藤; 克美門田
Original assignee: Taisei Corp; IHI Corp
Current assignee: Taisei Corp; IHI Corp
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2019-05-14
Also published as: JP2000320291A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二連型親子シールド掘進機と掘進方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下鉄では、駅区間のトンネル断面を、路線部分の断面よりも拡大した形状のトンネルの構築が要求される。
そのためには駅区間の断面に合わせたシールド掘進機を使用すると、駅区間の距離は短いから、路線部分では必要以上に断面の大きい、長大なトンネルを構築することになり、きわめて不経済である。
そのために駅部分では３基のシールド掘進機を並べて連結した三連シールド掘進機を使用する方法が採用されている。
これは、駅部分は三連シールド掘進機で掘進し、駅部分の掘進が終了したならば、両側のシールド掘進機に収納してあった子シールド機を発進させて掘進する方法である。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
前記した三連型親子シールド掘進機を使用するトンネルの構築にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞駅トンネルの全体の幅が必要以上に広いものとなる。
＜ロ＞円形の接合部に柱を設置する必要から、トンネルの内部に２本の柱を設けることになり、１本の支柱を設ける場合と比較して施工がしにくい。
＜ハ＞軌条設備などが３列必要となり不経済である。
【０００４】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、駅部などの拡大部と非拡大部を連続して経済的に構築することができる、二連型親子シールド掘進機と掘進方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の二連型親子シールド掘進機は、円筒型のシールド掘進機の２基を隣接して平行に連結した二連型外殻の内部に、各円心に対して偏心した位置に偏心回転筒を回転自在に収納し、偏心回転筒の内部には、その円心に対して偏心した位置に、子シールド機を収納し、子シールド機の前面には同一直径の子機カッタを設け、子機カッタの外周には外周カッタを設け、子機カッタと外周カッタを連結、解除可能に構成し、外周カッタは二連型外殻の内部への引き寄せが可能に構成し、子シールド機は、二連型外殻の内部から前方に向けて発進できるように構成した、二連型親子シールド掘進機を特徴としたものである。
【０００６】
また本発明の二連型親子シールド掘進機の掘進方法は、前記の二連型親子シールド掘進機を使用し、トンネルの断面の拡大部においては、内部に子シールド機を収納した状態の二連型外殻によって掘進し、トンネルの断面の非拡大部においては、二連型外殻の内部から、子シールド機を発進させて２本のトンネルを掘進する、二連型親子シールド掘進機を用いたトンネルの掘進方法を特徴としたものである。
【０００７】
【本発明の実施の態様】
以下図面を参照しながらまず本発明の掘進方法に使用する二連型親子シールド掘進機の実施例について説明する。
【０００８】
＜イ＞二連型外殻。
本発明の装置は、２基の円筒を平行に連結して双眼鏡状の二連型外殻１を形成する。
従来のように３基のシールド掘進機を連結する構造ではないから、拡大部の幅が必要以上に広くなったり、２本の柱を設立する必要がなく経済的である。
【０００９】
＜ロ＞偏心回転筒。
二連型外殻１の各円筒の内部には、各円心に対して偏心した位置に偏心回転筒２を収納する。
収納する位置は、偏心回転筒２の最も外側の点が、外殻１の円筒の最も外側の点に接する状態で設置する。
この偏心回転筒２は、その位置において回転自在の状態で、外殻１の内部に収納する。
【００１０】
＜ハ＞子シールド機。
偏心回転筒２の内部には、その円心に対して偏心した位置に、子シールド機３を収納する。偏心回転筒２は、その位置において回転するから、内部に収納した子シールド機３の位置は、偏心回転筒２の回転にしたがって外殻１内において移動することになる。
子シールド機３は通常のシールド掘進機であり、その前面に同一直径の子機カッタ３１を設け、内部には推進ジャッキを設ける。
そして子シールド機３の後方に組み立てたセグメントに反力を取って、二連型外殻１の内部から前方に向けて発進することができる。
【００１１】
＜ニ＞外周カッタの配置。
子機カッタ３１の外周には外周カッタ１１を設ける。
この外周カッタ１１は、子シールド機３が外殻１の円心に位置した場合に、子シールド機３と外殻１の間隔をカバーする状態で配置する。
この外周カッタ１１は、例えばピンの挿入、抜きだしなどの機構により子機カッタ３１との連結、解除が可能である。
さらにこの外周カッタ１１の裏面には水平に引き出しジャッキを配置する。この引き出しジャッキの伸縮によって、外周カッタ１１を外側（切羽側）に押し出し、あるいは内側（隔壁側）へ後退させる。
【００１２】
＜ホ＞拡大部の掘進。
駅部などの拡大部は、前記した二連型親子シールド掘進機を使用して掘削する。その場合には偏心回転筒２の回転によって子シールド機３の円心を、二連型外殻１の各円心に一致させる。
そして子機カッタ３１と外周カッタ１１とも連結する。
その状態で子機カッタ３１を回転すれば、二連型シールド掘進機として幅の広いトンネルを掘削することができる。その後方では二連型外殻１の形状に応じたセグメントを組み立ててトンネルを構築する。なお公知の２連シールド掘進機と同様に、両カッター３１の回転を同調させることによって衝突を避けることができる。
以上の工程によって双眼鏡状の拡大部トンネル４の掘進、覆工などが終了したら、その中央にホーム４１を設ける。
【００１３】
＜ヘ＞非拡大部への転換。
トンネルの断面の拡大部の終点に到着したら、二連型外殻１による掘進を停止する。そして外周カッタは、子シールド機３の発進の障害にならない位置で停止しておく。次に前記した引き寄せジャッキを伸張して外周カッタ１１の背面を把持する。
そして子シールド機３カッタと、外周カッタ１１の連結を解除し、引き寄せジャッキを短縮して外周カッタ１１を隔壁側へ後退させる。引き続き子シールド機３のカッタを回転して他方の外周カッタ１１を固定する。
次に、偏心回転筒２を回転する。両側の偏心回転筒２の回転によって、内部に位置する子シールド機３間の間隔を自由に調整することができる。
間隔を最も広げたい場合には、子シールド機３が外殻１の最外側に位置するまで偏心回転筒２を回転する。
【００１４】
＜ト＞非拡大部の掘進。
その状態で、子シールド機３を発進させると、間隔が離れた状態で２本のトンネルを掘進することができる。
こうして、駅などのトンネル拡大部に続いて、非拡大部では独立したトンネルを、離れた位置において掘進することができる。
【００１５】
＜チ＞外周カッタを使用しない場合。
以上の構成は子機カッタ３１の外周に外周カッタ１１を設置した構造であるが、外周カッタ１１を設けない構造を採用することもできる。
その場合には、子シールド機３のカッタからスポークが出入り、伸縮する構造のものを採用する。そうすれば拡大部を掘削する場合にはスポークを伸張し、子シールド機３のみが掘進する場合にはスポークを短縮して行うことができる。
【００１６】
【本発明の効果】
本発明の二連型親子シールド掘進機と掘進方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞駅などの拡大部の幅を必要以上に広くせずに拡大部を構築できる。
＜ロ＞二連型の外殻１を使用するから、三連型の場合と異なり、柱にかかる荷重が小さく、覆工全体を経済的に設計することができる。
＜ハ＞軌条設備が２列ですみ、経済的である。
＜ニ＞天井が高く、圧迫感のない拡大部の構造を採用することができる。
＜ホ＞拡大部の幅が必要以上に大きくならないから、掘削土量も少なくてすみ、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二連型親子シールド掘進機の実施例の説明図。
【図２】拡大部を掘進する場合のカッタの配置の説明図。
【図３】非拡大部を掘進する場合のカッタの配置の説明図。
【図４】拡大部に駅を設けた状態の説明図。
【図５】拡大部と非拡大部を有するトンネルの外観。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dual-type parent-child shield machine and a method for digging.
[0002]
[Prior art]
In the subway, it is required to construct a tunnel having a shape in which the section of the tunnel in the station section is larger than the section of the route.
For that purpose, if a shield machine that matches the section of the station section is used, the distance of the station section is short, so it is necessary to construct a long tunnel with a larger section than necessary on the route section, which is extremely uneconomical. .
For this reason, a method using a triple shield machine in which three shield machines are connected side by side is adopted at the station portion.
In this method, the station portion is dug by a triple shield machine, and when the excavation of the station portion is completed, the child shield machine stored in the shield machine on both sides is started and dug.
[0003]
[Problems to be solved by the present invention]
There are the following problems in the construction of a tunnel using the triple parent-child shield machine.
 The overall width of the station tunnel will be wider than necessary.
 Since it is necessary to install pillars at the circular joint, two pillars are provided inside the tunnel, and the construction is difficult to perform compared to the case of providing one pillar.
<C> It is uneconomical because it requires three lines of rail facilities.
[0004]
The present invention was made to solve the conventional problems as described above, and can be constructed economically by continuously and continuously expanding and non-expanding parts such as station parts. And aim to provide a way to dig.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the dual-type parent-child shield machine according to the present invention includes two cylindrical outer shells that are connected in parallel and adjacent to each other in parallel. the eccentric rotary cylinder in a position eccentric rotatably accommodated against circle center, within the eccentric rotating cylinder, at a position eccentric with respect to the circle center, accommodating the child shield machine, the front of the child shield machine Is equipped with an outer cutter on the outer periphery of the child machine cutter, so that the child machine cutter and outer cutter can be connected and released, and the outer cutter is connected to the inside of the double outer shell. The child shield machine is configured to be capable of being drawn, and the child shield machine is characterized by a double parent / child shield machine that is configured to start from the inside of the double outer shell.
[0006]
Further, the method of digging a double-type parent-child shield machine according to the present invention uses the above-mentioned double-type parent-child shield machine, and in the enlarged portion of the cross section of the tunnel, the double-shield type machine with the child shield machine stored therein In the non-expanded part of the tunnel cross-section, a double-type parent-child shield machine is used to start two child tunnels from the inside of the double-type outer shell. It is characterized by the tunnel excavation method.
[0007]
[Embodiments of the present invention]
Hereinafter, an embodiment of a double parent-child shield machine used in the excavation method of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0008]
 Double outer shell.
The apparatus of the present invention connects two cylinders in parallel to form a binocular-like double outer shell 1.
Since it is not a structure that connects three shield machines as in the prior art, it is economical because the width of the enlarged portion becomes wider than necessary or two pillars need not be established.
[0009]
 Eccentric rotating cylinder.
The eccentric rotating cylinder 2 is accommodated in a position eccentric with respect to each circular center inside each cylinder of the double outer shell 1.
The storage position is set such that the outermost point of the eccentric rotating cylinder 2 is in contact with the outermost point of the cylinder of the outer shell 1.
The eccentric rotating cylinder 2 is housed inside the outer shell 1 in a rotatable state at that position.
[0010]
<C> Child shield machine.
The child shield machine 3 is accommodated in the eccentric rotary cylinder 2 at a position eccentric with respect to the center of the circle. Since the eccentric rotary cylinder 2 rotates at that position, the position of the child shield machine 3 accommodated therein moves in the outer shell 1 according to the rotation of the eccentric rotary cylinder 2.
The child shield machine 3 is a normal shield machine, and is provided with a child machine cutter 31 having the same diameter on the front surface and a propulsion jack inside.
Then, the reaction force is applied to the segment assembled at the rear of the child shield machine 3, and the vehicle can start from the inside of the double outer shell 1 to the front.
[0011]
<D> Arrangement of outer cutter.
The outer cutter 11 is provided on the outer periphery of the child machine cutter 31.
The outer cutter 11 is disposed so as to cover the distance between the child shield machine 3 and the outer shell 1 when the child shield machine 3 is located at the center of the outer shell 1.
The outer cutter 11 can be connected to and released from the child machine cutter 31 by a mechanism such as insertion or extraction of a pin.
Further, a drawer jack is disposed horizontally on the back surface of the outer cutter 11. By extending and contracting the drawer jack, the outer cutter 11 is pushed outward (face side) or retracted inward (partition wall side).
[0012]
<E> Enlarging the expansion section.
The enlarged part such as the station part is excavated by using the above-described double parent-child shield machine. In this case, the center of the child shield machine 3 is made coincident with each center of the double shell 1 by the rotation of the eccentric rotating cylinder 2.
The slave machine cutter 31 and the outer cutter 11 are also connected.
If the slave cutter 31 is rotated in this state, a wide tunnel can be excavated as a double shield excavator. Later, the tunnel is constructed by assembling segments according to the shape of the double outer shell 1. Similar to the known double shield machine, collision can be avoided by synchronizing the rotations of both cutters 31.
When the excavation and lining of the binocular-shaped enlarged portion tunnel 4 are completed through the above steps, a home 41 is provided at the center.
[0013]
<F> Conversion to non-expanded part.
When reaching the end point of the enlarged section of the tunnel cross section, the excavation by the double shell 1 is stopped. The outer cutter is stopped at a position where it does not hinder the start of the child shield machine 3. Next, the above-described pulling jack is extended to grip the back surface of the outer cutter 11.
Then, the connection between the child shield machine 3 cutter and the outer cutter 11 is released, the pulling jack is shortened, and the outer cutter 11 is moved backward to the partition wall side. Subsequently, the cutter of the child shield machine 3 is rotated to fix the other outer cutter 11.
Next, the eccentric rotating cylinder 2 is rotated. By the rotation of the eccentric rotating cylinders 2 on both sides, the interval between the child shield machines 3 located inside can be freely adjusted.
When it is desired to widen the interval most, the eccentric rotating cylinder 2 is rotated until the child shield machine 3 is located on the outermost side of the outer shell 1.
[0014]
<G> Excavation of non-expanded parts.
In this state, when the child shield machine 3 is started, two tunnels can be dug in a state where the distance is long.
In this way, an independent tunnel can be excavated at a distant position in a non-expanded portion following a tunnel expanded portion such as a station.
[0015]
<H> When the outer cutter is not used.
The above configuration is a structure in which the outer cutter 11 is installed on the outer periphery of the child machine cutter 31, but a structure in which the outer cutter 11 is not provided can also be adopted.
In that case, a structure in which spokes come in and out from the cutter of the child shield machine 3 and expands and contracts is adopted. Then, when excavating the enlarged portion, the spoke can be extended, and when only the child shield machine 3 is excavated, the spoke can be shortened.
[0016]
[Effect of the present invention]
Since the double parent-child shield machine and the excavation method of the present invention are as described above, the following effects can be obtained.
 An enlarged part can be constructed without making the width of the enlarged part such as a station unnecessarily wide.
 Since the double-type outer shell 1 is used, unlike the triple-type case, the load applied to the column is small, and the entire lining can be designed economically.
<C> Rail installation is only two rows and is economical.
<D> The structure of the enlarged portion having a high ceiling and no feeling of pressure can be adopted.
<E> Since the width of the enlarged portion does not become larger than necessary, the amount of excavated soil is small and economical.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a dual-type parent-child shield machine according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the arrangement of cutters when excavating an enlarged portion.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the arrangement of cutters when excavating a non-enlarged portion.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a state where a station is provided in the enlarged portion.
FIG. 5 is an external view of a tunnel having an enlarged part and a non-enlarged part.

Claims

Inside the double shell that connects two cylindrical shield machines adjacent to each other in parallel,
The eccentric rotating cylinder is rotatably stored in a position eccentric with respect to each circular center,
Inside the eccentric rotating cylinder, the child shield machine is housed in a position eccentric with respect to the center of the circle,
A child machine cutter with the same diameter is installed on the front of the child shield machine.
An outer cutter is provided on the outer periphery of the slave unit cutter,
The slave cutter and the outer cutter can be connected and released,
The outer cutter is constructed so that it can be pulled inside the double shell.
The child shield machine is configured to be able to start from the inside of the double outer shell,
Dual-type parent-child shield machine.

Use the double parent-child shield machine according to claim 1,
In the enlarged part of the cross section of the tunnel, digging with a double outer shell with a child shield machine inside,
In the non-expanded part of the cross section of the tunnel, from the inside of the duplex outer shell,
Start a child shield machine and dig up two tunnels,
Tunnel tunneling method using a double-parent shield machine.

In the enlarged section of the tunnel cross section,
Connect the slave cutter and the outer cutter to dig,
In the non-expanded part of the tunnel cross section,
Release the handset cutter and the outer cutter to dig.
A tunnel excavation method using the dual-type parent-child shield excavator according to claim 2 .