JP4144658B2 - 二連型親子シールド掘進機と掘進方法 - Google Patents

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。

Claims (3)

1. 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。
2. 請求項１記載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。
3. トンネルの断面の拡大部においては、
   子機カッタと外周カッタを連結して掘進し、
   トンネルの断面の非拡大部においては、
   子機カッタと外周カッタを解除して掘進する、
   請求項２記載の、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。

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