JPH066866B2 - シールドトンネル地中ドッキング工法及びシールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シールドトンネルの地中ドッキング工法及び
シールド掘進機の改良に関する。

より詳しくは滞水砂礫層の如き軟弱な地盤に長大なトン
ネルを構築する場合に好適な、２点発進によるシールド
掘進機でトンネルを構築するシールドトンネル地中ドッ
キング工法及びこの工法に使用するシールド掘進機に関
するものである。

〔従来技術〕

一般にシールド掘進機は滞水砂礫層の如き軟弱な地盤に
トンネルを構築する場合に最適な掘進機として広く使用
されているもので、その掘削の進行につれて後方におい
てセグメントを裏張りしてトンネルを構築するものであ
る。

ところで構築するトンネルが長大なものとなる場合、工
期短縮を計るためトンネルの両端より掘削し、トンネル
のほぼ中央でドッキングしている。この場合にはドッキ
ングした後、そのドッキング位置でのシールを完全に行
なって掘削した土砂や水等がシールド掘進機内に流入す
るのを防止し、然る後各シールド掘進機を解体してトン
ネル外に取り出す必要がある。

従来このようなドッキング位置でのシール方法として
“薬液注入工法”と“凍結工法”が知られている。

前者は、２台のシールド掘進機をドッキング後周囲の地
山に特殊な薬液を注入してこれを固化する方法であり、
後者は、地山中に冷媒を注入して地山中の水を凍結固化
するものである。しかしながら、前者においては薬液注
入後の土質改良度合の不均一性から強度上信頼性に欠け
る点があり、また後者においては凍結させるために数ヶ
月ないし１年程度の長期間を必要とするばかりでなく、
解凍に際して周囲の土砂が緩みトンネル接合部に変形が
生じる等の問題がある。

かかることから、本発明者等は、次の２つの方法を開発
し、既に提案している。

第１の発明は、シールド掘進機のカッターホイールの前
方にフードで囲まれた区画を形成し、この区画内に充填
物を充填して固化し、この充填物を他方のシールド掘進
機によって掘削してフード内に他方のシールド掘進機の
先端を嵌合させた後、嵌合部の周囲の地山に薬液を注入
固化させる方法である。（特開平1-102198号） 第２の発明は、シールド掘進機のカッターホイールの外
周部に出没可能な刃物を設け、一方のシールド掘進機の
刃物で第１のリング溝を形成し、他方のシールド掘進機
で第２のリング溝を形成した後、この第１のリング溝及
び第２のリング溝にモルタル等の充填材を充填固化させ
てリング壁を形成し、このリング壁内面に当接し、かつ
各カッターホイールに取付けられる止水連結板を配する
ようにしたシールドトンネル地中ドッキング工法及びシ
ールド掘進機である。（特願平1-105892号） 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前記のようにシールドトンネルの連結部
においてフードで囲まれた区画を形成して充填物を充填
固化させる方法においては、充填物自体が多量に必要で
あり、又その固化に長時間かかるばかりでなく、薬液注
入を利用するため充分な機械的強度と信頼性を得ること
ができない場合がある。

またリング壁を形成する方法にあっては、各２台のシー
ルド掘進機のカッターホイールに設けられた刃物でカッ
ターホイールの前方地山中に多数の穴を各穴が接するよ
うに掘削してリング溝を形成するため、リング溝の形成
に時間を要するばかりでなく、リング溝内に土砂の流入
する恐れがあり、この場合、良好なリング壁を形成する
ことが出来ない。更に、一方のシールド掘進機が複雑高
価となるなどの問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記したような従来の問題点を解決するために
なされたものであって、 ２点から各１台のシールド掘進機をそれぞれ発進させ、
定点でドッキングさせるようにしたシールドトンネル掘
進機において、 一方のシールド掘進機のカッターホイール外周部に配置
された刃物でこのカッターホイールの前方にリング溝を
形成し、このリング溝の外周部に外周フードを配置する
とともに、他方のシールド掘進機を前進させてカッター
ホイールに設けられた止水板を突出させて前記外周フー
ド内面に当接させた後、リング溝内に充填材を充填固化
させてリング壁を形成し、連結板をこのリング壁に接す
るようにして２個のカッターホイールに取付ける行程か
らなるシールドトンネル地中ドッキング工法とこの工法
に使用されるシールド掘進機を提供せんとするものであ
る。

〔作用〕

本発明によれば、２点から各１台のシールド掘進機が
発進され、この各シールド掘進機が定点に達成すると所
定の間隔を置いて止められる。

そして、先ず一方のシールド掘進機のカッターホイー
ルの外周に前方に出没可能に設けられている刃物を突出
させ、この刃物を回転させて、カッターホイールを回転
させてリング溝が形成される。

刃物はカッターを有する拡大ビームが設けられ、この
拡大ビームを回転させながらカッターホイールを回転さ
せるため比較的幅広のリング溝が形成される。

このリング溝が形成されると刃物をカッターホイール
内に収納する。そしてシールド掘進機に設けられている
外周フードを前方に突出させ、外周部地山の砂礫がリン
グ溝内に流入するのを防止する。

そして、他方のシールド掘進機を前進させ、そのカッ
ターホイールが外周フード内に達すると、止水板を前記
外周フード内面に当接するように突出させたる。

更に、前記リング溝内にモルタル等の充填材を注入固
化させてリング壁を形成する。

然る後、２個のカッターホイールは連結板により連結
されるが、この場合連結板はリング壁の内周面に接する
ように配置される。

〔実施例〕

以下、第１図ないし第８図に基づき本発明によるシール
ドトンネル地中ドッキング工法及びシールド掘進機の一
実施例を説明する。

第１図は本発明によるシールドトンネル地中ドッキング
工法を実施するために使用される第１のシールド掘進機
１の側面図であって、この第１のシールド掘進機１は筒
状の外殻２の前方に多数のカッタービット３を植立する
とともに、その外周部に前方に出没可能な刃物４を有す
るカッターホイール５をカッターモータ６により回転さ
せてから地山を掘削し、掘削された土砂を取出口７から
外部へ取り出しながら前進するようになっている。

詳述すれば、刃物４は第３図及び第４図に示されるよう
に固定部８と回転部９とにより構成され、回転部９の先
端にはカッター10及び図示しないカッターを有する拡大
ビーム11が設けられるとともに、この刃物４は油圧ジャ
ッキ12によりカッターホイール５の前方に出没可能なよ
うになっている。

そしてこの刃物４はカッターホイール５の前方に半径ｌ
（第２図）とする同一円周上に複数個配置されている。
この刃物４の移動経路にはモルタル等の充填材充填用注
入管13が配置されている。また、外殻２の前方にはフー
ド14が設けられ、このフード14の外周には油圧ジャッキ
15により前方へ出没可能な外周フード16が配置されてい
る。なお、17は止水シール、18はオーバカッターであ
る。

一方、第２のシールド掘進機19は第５図ないし第６図に
示すように、外殻20の前方に配置されるカッターホイー
ル21の円縁が２段面板形状22に形成されるとともに、油
圧ピストン23により半径方向に出没可能な複数の円弧状
の止水板24が設けられている。そして各止水板24の両端
部24′は隣接して配置される他の止水板24の端部24′と
オーバラップするように構成されている。

そしてカッターホイール21の２段面板形状22の小径部2
2′は前述した第１のシールド掘進機１の外周フード16
内に適当な間隔を置いて嵌合可能なように構成されてい
る。25は充填材注入管、26はオーバカッターである。

次に、シールドトンネル地中デッキング工法について説
明する。

前記構成の第１のシールド掘進機１と第２のシールド掘
進機19をそれぞれ２点から発進させる。

そして所定のドッキング点に達すると先ず第１のシール
ド掘進機１のカッターホイール５の回転を停止するとと
もに油圧ポンプ12を作用させて図示しない駆動装置によ
り刃物４を回転させながらカッターホイール５の前方に
突出させる（第８図−(a)）。

次いで刃物４の拡大ビーム11が回転可能な位置まで達す
るとこの刃物４を回転させながらカッターホイール５を
回転させることによりカッターホイール５の前方に存在
する地山中にリング溝26が形成される（第８図−
(b)）。

このようにしてリング溝26が形成された後、刃物４をカ
ッターホイール５内に収納し（第３図）油圧ポンプ15を
作用させて外周フード16を前方に突出させ、前記リング
溝26の外周にこの外周フード16を配置する（第８図−
(c)）。

然る後、第２のシールド掘進機19を前進させ、そのカッ
ターホイール21の一部、より具体的には２段面板形状22
の小径部22′が第１のシールド掘進機１の外周フード16
内に達すると油圧ピストン23を作動させて止水板24がこ
の外周フード16の内面に当接するまで突出させ、この止
水板24の内外にそれぞれ区画28，29を形成し、この区画
28，29内に充填物注入管13，25を用いてモルタルの如き
充填物を注入固化させる。

そしてこの充填物が固化するとリング壁30が形成される
こととなるが、その後、このリング壁30に接するように
２個のカッターホイール５，21を連結板31で接合する
（第８図−(d)）。

このようにしてリング壁30と連結板31とで２個のカッタ
ーホイール５，21が接合された後、第１のシールド掘進
機１及び第２のシールド掘進機19は解体されるのであ
る。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によるシールド
トンネル地中ドッキング工法及びシールド掘進機によれ
ば、第１のシールド掘進機によりリング溝を形成すると
ともにこのリング溝内に外周フードを突出させてこのリ
ング溝内に砂礫等が流入されるのを防止するとともに、
第２のシールド掘進機の止水板を外周フード16の内面に
当接させて止水した後、リング溝内に充填物を充填固化
させてリング壁を形成するようにしたため、第２のシー
ルド掘進機の構造が簡単となるばかりでなく、その工期
を大幅に短縮できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明によるシールドトンネル地中ドッキング工法
及びシールド掘進機の実施例を示すものであって、第１
図は第１のシールド掘進機の側面図、第２図は正面図、
第３図は第１図のＡ部拡大図、第４図は刃物の拡大側面
図、第５図は第２のシールド掘進機の要部拡大側面図、
第６図は正面図、第７図は要部拡大斜視図、第８図(a)
〜(d)はドッキング方法の説明図である。 １…第１のシールド掘進機 19…第２のシールド掘進機 ２，26…外殻 ３…カッタービット ４…刃物 ５，21…カッターホイール ８…固定部 ９…回転部 10…カッター 11…拡大部 13，25…充填物注入管 14…フード 16…外周フード 18，24…オーバカッタ22…２段面板形状 24…止水板 27…リング溝 28，29…区画 30…リング壁 31…連結板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２点から各１台のシールド掘進機をそれぞ
   れ発進させ、定点でドッキングさせるようにしたシール
   ドトンネル掘進機において、 (a)一方のシールド掘進機のカッターホイール外周部に
   配置された刃物で、該カッターホイールの前方にリング
   溝を形成する工程と、(b)該リング溝の外周部に外周フ
   ードを配置する工程と、(c)他方のシールド掘進機を前
   進させた後、止水板を前記外周フードの内面に当接させ
   る工程と、(d)前記リング溝内に充填材を充填し、これ
   を固化させてリング壁を形成する工程と、(e)連結板を
   該リング壁の内面に接し、かつ相対向する２個のカッタ
   ーホイールに取付ける工程とからなるシールドトンネル
   地中ドッキング工法。
2. 【請求項２】カッターホイールの外周部に該カッターホ
   イールの前方に出没可能な刃物と充填材注入管を配置す
   るとともに、本体の前方に前記カッターホイールより大
   なる径を有しかつ前後方向へ摺動可能な外周フードを設
   けた第１のシールド掘進機と、 カッターホイールに円周方向に出没可能な止水板を設
   け、該止水板は突出したとき前記第１のシールド掘進機
   の外周フードの内面に当接するように構成された第２の
   シールド掘進機よりなるシールド掘進機。