JPH0754077B2 - 立坑の構築方法および立坑掘削用シールド掘削機 - Google Patents
立坑の構築方法および立坑掘削用シールド掘削機Info
- Publication number
- JPH0754077B2 JPH0754077B2 JP3072293A JP7229391A JPH0754077B2 JP H0754077 B2 JPH0754077 B2 JP H0754077B2 JP 3072293 A JP3072293 A JP 3072293A JP 7229391 A JP7229391 A JP 7229391A JP H0754077 B2 JPH0754077 B2 JP H0754077B2
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- Japan
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- shaft
- chamber
- excavation
- shield excavator
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は立坑の構築方法および立
坑掘削用シールド掘削機に係り、特に既設のマンホール
と深層部に構築されているとう道との連絡立坑を掘削す
るのに好適な立坑の構築方法およびこれに適用される立
坑掘削用シールド掘削機に関する。
坑掘削用シールド掘削機に係り、特に既設のマンホール
と深層部に構築されているとう道との連絡立坑を掘削す
るのに好適な立坑の構築方法およびこれに適用される立
坑掘削用シールド掘削機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、既設のマンホール等の地下構造物
から深層地下に構築されるとう道に対して連絡作業用の
立坑を構築する場合、開削工法が採用される。これは既
設の地下構造物を包含する広い作業領域を地上に確保
し、地上側から掘削して地下構造物を破砕し、立坑をと
う道まで掘り下げて連絡する。その後地上側にて立坑連
絡口を形成した地下構造物を再構築し、埋め戻しを行っ
て作業を完了するようにしている。
から深層地下に構築されるとう道に対して連絡作業用の
立坑を構築する場合、開削工法が採用される。これは既
設の地下構造物を包含する広い作業領域を地上に確保
し、地上側から掘削して地下構造物を破砕し、立坑をと
う道まで掘り下げて連絡する。その後地上側にて立坑連
絡口を形成した地下構造物を再構築し、埋め戻しを行っ
て作業を完了するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、地上に広い作業領域を確保しなければな
らず、都市等の市街化地域では路面を占有してしまう等
の問題から、開削工法が実施できない場合がある。しか
も、既設の地下構造物の撤去、再構築等が必要となり、
非常に不経済な方法となっている。
来の方法では、地上に広い作業領域を確保しなければな
らず、都市等の市街化地域では路面を占有してしまう等
の問題から、開削工法が実施できない場合がある。しか
も、既設の地下構造物の撤去、再構築等が必要となり、
非常に不経済な方法となっている。
【0004】本発明の目的は、上記従来の問題点に着目
し、地上側での作業領域の確保が不要であって、既設の
地下構造物を撤去することがなく、直接深層部のとう道
から地下構造物へのドッキングを可能とする立坑の構築
方法および立坑掘削用シールド掘削機を提供しようとす
るものである。
し、地上側での作業領域の確保が不要であって、既設の
地下構造物を撤去することがなく、直接深層部のとう道
から地下構造物へのドッキングを可能とする立坑の構築
方法および立坑掘削用シールド掘削機を提供しようとす
るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る立坑の構築方法は、既設地下構造物の
深層部にて行われるシールド掘削の一次覆工の施工中
に、シールドセグメント天板部分に箱抜き部を予め形成
してとう道を構築しておき、この箱抜き部分にエントラ
ンスシールを装着し、立坑用シールド掘削機を既設とう
道内に設置し、このシールド掘削機を前記とう道設備を
支障部材として押上げジャッキにより上方に推進させ、
前記箱抜き部分を破砕掘削して地中に掘進させ、既設と
う道内でセグメントを組立てつつ立坑の掘削上方推進を
行うように構成した。
に、本発明に係る立坑の構築方法は、既設地下構造物の
深層部にて行われるシールド掘削の一次覆工の施工中
に、シールドセグメント天板部分に箱抜き部を予め形成
してとう道を構築しておき、この箱抜き部分にエントラ
ンスシールを装着し、立坑用シールド掘削機を既設とう
道内に設置し、このシールド掘削機を前記とう道設備を
支障部材として押上げジャッキにより上方に推進させ、
前記箱抜き部分を破砕掘削して地中に掘進させ、既設と
う道内でセグメントを組立てつつ立坑の掘削上方推進を
行うように構成した。
【0006】また本発明にかかる第2の立坑構築方法
は、シールド掘削機のカッタによりシールド本体内に形
成したチャンバへの掘削土砂流入口を間欠的に開閉させ
るとともに、前記カッタによるチャンバの閉塞時にチャ
ンバ容積を縮小させてチャンバ内土砂の排土を行わせる
ことにより上方押上げ推進を行って立坑掘削をなすよう
に構成した。
は、シールド掘削機のカッタによりシールド本体内に形
成したチャンバへの掘削土砂流入口を間欠的に開閉させ
るとともに、前記カッタによるチャンバの閉塞時にチャ
ンバ容積を縮小させてチャンバ内土砂の排土を行わせる
ことにより上方押上げ推進を行って立坑掘削をなすよう
に構成した。
【0007】更に、本発明に係る立坑掘削用シールド掘
削機は、シールド本体の内部を前後に仕切るバルクヘッ
ドを設けるとともに、このシールド本体先端には土砂流
入口を開口形成したスリットプレートを設けることによ
りシールド本体の前部にチャンバを形成し、前記スリッ
トプレートの前面には土砂流入口を開閉可能に摺動する
カッタを装着し、かつ前記チャンバの容積可変機構を設
けたものである。この場合において、前記チャンバ容積
可変機構は前記バルクヘッドをスリットプレートに対し
て接離移動機構により形成するようにすることができ
る。
削機は、シールド本体の内部を前後に仕切るバルクヘッ
ドを設けるとともに、このシールド本体先端には土砂流
入口を開口形成したスリットプレートを設けることによ
りシールド本体の前部にチャンバを形成し、前記スリッ
トプレートの前面には土砂流入口を開閉可能に摺動する
カッタを装着し、かつ前記チャンバの容積可変機構を設
けたものである。この場合において、前記チャンバ容積
可変機構は前記バルクヘッドをスリットプレートに対し
て接離移動機構により形成するようにすることができ
る。
【0008】
【作用】既設の地下構造物の深層部分にてシールド掘削
機によるとう道掘削の一次覆工作業中に、既設地下構造
物への接続部分に対応するセグメントに対し予め箱抜き
部を形成して組立てる。これはセグメントの天板部に立
坑用シールド掘削機のシールド本体の外周を囲繞するよ
うに、シールド本体と同形状に垂下されたエントランス
を構成させる。そして、箱抜き部のエントランス内周面
にエントランスシールを装着した状態で立坑用シールド
掘削機をエントランス内に組込み、掘削機の下部と一次
覆工セグメントとの間に推進ジャッキ等を配置するので
ある。そして、立坑用シールド掘削機を駆動して箱抜き
部を貫通させ、水平とう道を反力支持部材として上方に
掘削推進させつつセグメントを組み上げ、上方に位置す
る路面や表層地下構造物の床盤まで掘り上げることがで
きる。したがって、地上側に立坑掘削設備を設けること
が不要となる。
機によるとう道掘削の一次覆工作業中に、既設地下構造
物への接続部分に対応するセグメントに対し予め箱抜き
部を形成して組立てる。これはセグメントの天板部に立
坑用シールド掘削機のシールド本体の外周を囲繞するよ
うに、シールド本体と同形状に垂下されたエントランス
を構成させる。そして、箱抜き部のエントランス内周面
にエントランスシールを装着した状態で立坑用シールド
掘削機をエントランス内に組込み、掘削機の下部と一次
覆工セグメントとの間に推進ジャッキ等を配置するので
ある。そして、立坑用シールド掘削機を駆動して箱抜き
部を貫通させ、水平とう道を反力支持部材として上方に
掘削推進させつつセグメントを組み上げ、上方に位置す
る路面や表層地下構造物の床盤まで掘り上げることがで
きる。したがって、地上側に立坑掘削設備を設けること
が不要となる。
【0009】また、立坑の掘削作業はカッタヘッドによ
る掘削土砂をチャンバ内に導入させるが、このときカッ
タヘッドによりチャンバへの土砂流入口を間欠的に開閉
させ、閉鎖時にチャンバ内容積を縮小させるようにする
ことでシールド前端面に加わる土圧を前面保持させつ
つ、排土処理を行わせることができ、もって上方に向け
ての立坑掘進が実現される。
る掘削土砂をチャンバ内に導入させるが、このときカッ
タヘッドによりチャンバへの土砂流入口を間欠的に開閉
させ、閉鎖時にチャンバ内容積を縮小させるようにする
ことでシールド前端面に加わる土圧を前面保持させつ
つ、排土処理を行わせることができ、もって上方に向け
ての立坑掘進が実現される。
【0010】また、立坑用シールド掘削機は、シールド
本体の前部にバルクヘッドおよびスリットプレートによ
り区画されるチャンバが形成され、カッタが間欠的にス
リットプレートの土砂流入口を開閉させる。このため、
チャンバは間欠的に密閉状態となり、上方からシールド
掘削機に加わる土圧を保持できるようになる。そして、
チャンバの閉塞時にチャンバの内容積をバルクヘッドの
前進移動等により縮小させることができるので、内部土
砂を強制排土させることができる。排土作業に際して、
上部土圧による影響が排土経路に及ぶことを防止でき、
もって継続的に立坑掘削を行うことができる。また、チ
ャンバを形成した掘削処理ができるため、軟弱地盤に対
しての上向き立坑シールド掘削が可能となる。
本体の前部にバルクヘッドおよびスリットプレートによ
り区画されるチャンバが形成され、カッタが間欠的にス
リットプレートの土砂流入口を開閉させる。このため、
チャンバは間欠的に密閉状態となり、上方からシールド
掘削機に加わる土圧を保持できるようになる。そして、
チャンバの閉塞時にチャンバの内容積をバルクヘッドの
前進移動等により縮小させることができるので、内部土
砂を強制排土させることができる。排土作業に際して、
上部土圧による影響が排土経路に及ぶことを防止でき、
もって継続的に立坑掘削を行うことができる。また、チ
ャンバを形成した掘削処理ができるため、軟弱地盤に対
しての上向き立坑シールド掘削が可能となる。
【0011】
【実施例】以下に本発明に係る立坑の構築方法および立
坑掘削用シールド掘削機の具体的実施例を図面を参照し
て詳細に説明する。
坑掘削用シールド掘削機の具体的実施例を図面を参照し
て詳細に説明する。
【0012】図1は立坑の掘削施工状態を示しており、
この例は地表側に近い地下構造物10に対して、この地
下構造物10の下方深層部で水平シールド掘削機12の
後方に一次覆工によって構築された水平とう道14を発
進起点として立坑を掘削施工するようにしている。
この例は地表側に近い地下構造物10に対して、この地
下構造物10の下方深層部で水平シールド掘削機12の
後方に一次覆工によって構築された水平とう道14を発
進起点として立坑を掘削施工するようにしている。
【0013】上記工法を実施するために使用される立坑
用シールド掘削機20について図2〜図6を参照して説
明する。この立坑用シールド掘削機20は断面が長円形
状をなすように形成されたシールド本体21を有してい
る。そして、このシールド本体21の前端面には図5に
示されるように多数の土砂流入口22が開口形成された
スリットプレート23が設けられ、また、本体21の後
端面近傍にはこれを覆うように保持プレート24が設け
られている。したがって、シールド本体21の内部はほ
ぼ密閉された空間が形成されるようになっている。この
ような空間の内部にはバルクヘッド25が本体21の内
壁に沿って前後摺動可能に内蔵されており、当該バルク
ヘッド25と前記スリットプレート23によって囲まれ
る本体21の内部をチャンバ26として構成させてい
る。前記バルクヘッド25は保持プレート24に対して
も摺動嵌合しており、バルクヘッド25の前後移動によ
ってチャンバ26の内容積を可変にしている。バルクヘ
ッド25を前後移動させるために、当該バルクヘッド2
5と前記保持プレート24との間に駆動ジャッキ27が
配設され、ジャッキ27の作用により前後移動してチャ
ンバ26の内容積を変更させるようにしている。
用シールド掘削機20について図2〜図6を参照して説
明する。この立坑用シールド掘削機20は断面が長円形
状をなすように形成されたシールド本体21を有してい
る。そして、このシールド本体21の前端面には図5に
示されるように多数の土砂流入口22が開口形成された
スリットプレート23が設けられ、また、本体21の後
端面近傍にはこれを覆うように保持プレート24が設け
られている。したがって、シールド本体21の内部はほ
ぼ密閉された空間が形成されるようになっている。この
ような空間の内部にはバルクヘッド25が本体21の内
壁に沿って前後摺動可能に内蔵されており、当該バルク
ヘッド25と前記スリットプレート23によって囲まれ
る本体21の内部をチャンバ26として構成させてい
る。前記バルクヘッド25は保持プレート24に対して
も摺動嵌合しており、バルクヘッド25の前後移動によ
ってチャンバ26の内容積を可変にしている。バルクヘ
ッド25を前後移動させるために、当該バルクヘッド2
5と前記保持プレート24との間に駆動ジャッキ27が
配設され、ジャッキ27の作用により前後移動してチャ
ンバ26の内容積を変更させるようにしている。
【0014】このシールド掘削機20を泥水シールド掘
削機として使用するために、バルクヘッド25には送泥
管28および排泥管29が取り付けられ、これらはチャ
ンバ26内に開口されるとともに、保持プレート24を
貫通して本体21の後方に延長されている。
削機として使用するために、バルクヘッド25には送泥
管28および排泥管29が取り付けられ、これらはチャ
ンバ26内に開口されるとともに、保持プレート24を
貫通して本体21の後方に延長されている。
【0015】上記構成のシールド本体21には掘削用の
カッタが取り付けられているが、これは前記スリットプ
レート23の前端面に配設されている。これは長円形状
の両端に位置する一対の円盤カッタ30R、30Lと、
これらの間に位置するスライドカッタ31とから構成さ
れており、これらのカッタ30R、30L、31は各々
スリットプレート23に摺動回転および往復摺動するよ
うに取り付けられている。
カッタが取り付けられているが、これは前記スリットプ
レート23の前端面に配設されている。これは長円形状
の両端に位置する一対の円盤カッタ30R、30Lと、
これらの間に位置するスライドカッタ31とから構成さ
れており、これらのカッタ30R、30L、31は各々
スリットプレート23に摺動回転および往復摺動するよ
うに取り付けられている。
【0016】円盤カッタ30R、30Lは、その回転軸
32R、32Lを前記バルクヘッド25を貫通させ、後
方に平行に配設された保持プレート24に支持されてお
り、保持プレート24に取り付けられた駆動モータ33
R、33Lの回転駆動を歯車伝達機構34R、34Lを
介して受けることにより回転されるようになっている。
円盤カッタ30R、30Lはそのカッタスリット35
R、35Lが当該カッタ30R、30Lに対面して形成
されたスリットプレート23の土砂流入口22に対面し
たときに掘削土砂をチャンバ26内に流入させるように
している。そして、カッタスリット35R、35Lが土
砂流入口22からずれた時には円盤カッタ30R、30
L自体が土砂流入口22を閉塞するようになっている。
32R、32Lを前記バルクヘッド25を貫通させ、後
方に平行に配設された保持プレート24に支持されてお
り、保持プレート24に取り付けられた駆動モータ33
R、33Lの回転駆動を歯車伝達機構34R、34Lを
介して受けることにより回転されるようになっている。
円盤カッタ30R、30Lはそのカッタスリット35
R、35Lが当該カッタ30R、30Lに対面して形成
されたスリットプレート23の土砂流入口22に対面し
たときに掘削土砂をチャンバ26内に流入させるように
している。そして、カッタスリット35R、35Lが土
砂流入口22からずれた時には円盤カッタ30R、30
L自体が土砂流入口22を閉塞するようになっている。
【0017】ところで、両円盤カッタ30R、30Lの
中間位置には前述したように当該円盤カッタ39R、3
0Lとほぼ同一平面に配置されるスライドカッタ31が
設けられている。このスライドカッタ31は、図2およ
び図4に示すように、前記一対の円盤カッタ30R、3
0Lの下面に一部重合するように配置され、円盤カッタ
30R、30Lの間の鼓状の開口を覆うように形成さ
れ、このため、断面が凸状に形成されている。そして、
当該スライドカッタ31はスリットプレート23の上面
にてシールド本体21の短軸方向に摺動駆動されるよう
になっている。
中間位置には前述したように当該円盤カッタ39R、3
0Lとほぼ同一平面に配置されるスライドカッタ31が
設けられている。このスライドカッタ31は、図2およ
び図4に示すように、前記一対の円盤カッタ30R、3
0Lの下面に一部重合するように配置され、円盤カッタ
30R、30Lの間の鼓状の開口を覆うように形成さ
れ、このため、断面が凸状に形成されている。そして、
当該スライドカッタ31はスリットプレート23の上面
にてシールド本体21の短軸方向に摺動駆動されるよう
になっている。
【0018】スライドカッタ31は円盤カッタ30R、
30Lの間にて往復摺動時に干渉しないような矩形平面
の側縁に多数の切り欠き歯36を形成してクシ歯状に形
成されている。また、これに摺接する下面側の保持プレ
ート24には、スライドカッタ31の往復動作によって
切り欠き歯36が開閉するよう位置関係に前記土砂流入
口22を形成し、スライドカッタ31による掘削作用に
よる土砂をチャンバ26内に取込むようにしている。
30Lの間にて往復摺動時に干渉しないような矩形平面
の側縁に多数の切り欠き歯36を形成してクシ歯状に形
成されている。また、これに摺接する下面側の保持プレ
ート24には、スライドカッタ31の往復動作によって
切り欠き歯36が開閉するよう位置関係に前記土砂流入
口22を形成し、スライドカッタ31による掘削作用に
よる土砂をチャンバ26内に取込むようにしている。
【0019】また、スライドカッタ31を往復駆動する
ために、前記チャンバ26内には両ロッド型の油圧シリ
ンダ装置37が取り付けられ、その駆動方向がシールド
本体21の短軸方向になるように設定されている。これ
は両端ロッドを前記シールド本体21の内壁に連結し、
シリンダをスリットプレート23に形成した窓38(図
5参照)を通じてスライドカッタ31に連結している。
したがって、スライドカッタ31は油圧シリンダ装置3
7の駆動によりスリットプレート23の上面を往復摺動
されるものとなっている。
ために、前記チャンバ26内には両ロッド型の油圧シリ
ンダ装置37が取り付けられ、その駆動方向がシールド
本体21の短軸方向になるように設定されている。これ
は両端ロッドを前記シールド本体21の内壁に連結し、
シリンダをスリットプレート23に形成した窓38(図
5参照)を通じてスライドカッタ31に連結している。
したがって、スライドカッタ31は油圧シリンダ装置3
7の駆動によりスリットプレート23の上面を往復摺動
されるものとなっている。
【0020】このようなシールド掘削機20は水平とう
道14内に配置され、カッタ面がとう道14の天井面を
向くように設置してシールド掘削機20を上向きに掘進
させるようにしている。この推進装置52は、図1およ
び図7〜図9に示すように、とう道14に形成した床盤
54に据え付けられ、立坑用シールド本体21の内周縁
に沿って配列された複数の推進ジャッキ56とホールド
ジャッキ58によって構成されている。ホールドジャッ
キ58は掘削機20およびその下面に連結されるセグメ
ントを所定高さに保持し、推進ジャッキ56はセグメン
トが1リング組み付けられたときにこれを押上げるため
のもので、両ジャッキ56、58が交互に作用すること
により掘削機20が上方に掘進される。これら推進ジャ
ッキ56とホールドジャッキ58とは、図9に示すよう
に、周方向に交互配置されて掘削機20の支持バランス
が適正になるようにしている。
道14内に配置され、カッタ面がとう道14の天井面を
向くように設置してシールド掘削機20を上向きに掘進
させるようにしている。この推進装置52は、図1およ
び図7〜図9に示すように、とう道14に形成した床盤
54に据え付けられ、立坑用シールド本体21の内周縁
に沿って配列された複数の推進ジャッキ56とホールド
ジャッキ58によって構成されている。ホールドジャッ
キ58は掘削機20およびその下面に連結されるセグメ
ントを所定高さに保持し、推進ジャッキ56はセグメン
トが1リング組み付けられたときにこれを押上げるため
のもので、両ジャッキ56、58が交互に作用すること
により掘削機20が上方に掘進される。これら推進ジャ
ッキ56とホールドジャッキ58とは、図9に示すよう
に、周方向に交互配置されて掘削機20の支持バランス
が適正になるようにしている。
【0021】上述のように水平とう道14内に据え付け
られた立坑用シールド掘削機20による立坑掘削は、水
平とう道14を発進部としてその上方に位置する地下構
造物10に向けて掘進を行うが、これは次のように行わ
れる。
られた立坑用シールド掘削機20による立坑掘削は、水
平とう道14を発進部としてその上方に位置する地下構
造物10に向けて掘進を行うが、これは次のように行わ
れる。
【0022】まず、水平シールド掘削機12により水平
とう道14を構築するに際して、立坑掘削開始位置に対
応するとう道14の天板部セグメント60の各々に立坑
用シールド掘削機20のシールド本体21の外周を囲繞
すべく、図10に示すように、シールド本体21と同形
状に垂下されたエントランス62を構成させるようにし
ている。すなわち、個々のセグメント60の内面側にと
う道14の床盤54に向けて垂下するフランジ62Aを
予め形成しておき、これらのセグメント60が一次覆工
によって組み上げられたときに、各フランジ62Aが連
接されて一連の長円形状のエントランス62が形成され
るように構成している。例えば、図11はエントランス
62の端部の組立て状態を示す側面図と底面図である
が、複数のセグメント60にエントランス62の一部を
構成するフランジ62Aを形成しておき、セグメント6
0が一次覆工で組立てられたときに、フランジ62A同
志が連接し、エントランス62の円弧が形成されるよう
になっているのである。したがって、水平シールド掘削
に伴う一次覆工作業によって同時に立坑用エントランス
62が構築されるものとなっている。
とう道14を構築するに際して、立坑掘削開始位置に対
応するとう道14の天板部セグメント60の各々に立坑
用シールド掘削機20のシールド本体21の外周を囲繞
すべく、図10に示すように、シールド本体21と同形
状に垂下されたエントランス62を構成させるようにし
ている。すなわち、個々のセグメント60の内面側にと
う道14の床盤54に向けて垂下するフランジ62Aを
予め形成しておき、これらのセグメント60が一次覆工
によって組み上げられたときに、各フランジ62Aが連
接されて一連の長円形状のエントランス62が形成され
るように構成している。例えば、図11はエントランス
62の端部の組立て状態を示す側面図と底面図である
が、複数のセグメント60にエントランス62の一部を
構成するフランジ62Aを形成しておき、セグメント6
0が一次覆工で組立てられたときに、フランジ62A同
志が連接し、エントランス62の円弧が形成されるよう
になっているのである。したがって、水平シールド掘削
に伴う一次覆工作業によって同時に立坑用エントランス
62が構築されるものとなっている。
【0023】またこのエントランス62を構成する各セ
グメント60は二重構造となっている。これは図12に
示すように、エントランス62によって囲まれるシール
ド貫通部分のセグメント外周面に硬質樹脂等により形成
された外板61を形成し、その内部に箱抜きセグメント
63を内包するように取り付けて構成され、立坑掘削に
際して、箱抜きセグメント63をセグメント60の本体
部分から離脱させ、シールド掘削機20による貫通がで
きるようにしているものである。
グメント60は二重構造となっている。これは図12に
示すように、エントランス62によって囲まれるシール
ド貫通部分のセグメント外周面に硬質樹脂等により形成
された外板61を形成し、その内部に箱抜きセグメント
63を内包するように取り付けて構成され、立坑掘削に
際して、箱抜きセグメント63をセグメント60の本体
部分から離脱させ、シールド掘削機20による貫通がで
きるようにしているものである。
【0024】このようにして水平とう道14内に形成さ
れたエントランス62には、立坑用シールド掘削機20
の据え付けに先立って、その内周面にエントランスシー
ル装置64を取り付けるようにしている。このエントラ
ンスシール装置64の具体的構成を図13〜図14を参
照して説明する。このエントランスシール装置64はと
う道14の天板部に形成されたエントランス62の内周
面に沿う保持リング66を有し、これはエントランス6
2の内面にボルト等の締結手段によって固定されるよう
になっている。保持リング66の内面側には間隔をおい
て複数(実施例では2段)のシール部材68が取り付け
られている。このシール部材68は金属やゴムあるいは
樹脂材料からなる繊維を多数束ねて環状に形成したもの
で、その繊維束70の表裏面を面板72によって覆うよ
うにしている。そして、先端側が掘進方向に向けられ、
かつリング中心側に向けて傾斜されるように折曲されて
おり、導入されるシールド掘削機20の本体21の外周
面に摺接させるようにしている。
れたエントランス62には、立坑用シールド掘削機20
の据え付けに先立って、その内周面にエントランスシー
ル装置64を取り付けるようにしている。このエントラ
ンスシール装置64の具体的構成を図13〜図14を参
照して説明する。このエントランスシール装置64はと
う道14の天板部に形成されたエントランス62の内周
面に沿う保持リング66を有し、これはエントランス6
2の内面にボルト等の締結手段によって固定されるよう
になっている。保持リング66の内面側には間隔をおい
て複数(実施例では2段)のシール部材68が取り付け
られている。このシール部材68は金属やゴムあるいは
樹脂材料からなる繊維を多数束ねて環状に形成したもの
で、その繊維束70の表裏面を面板72によって覆うよ
うにしている。そして、先端側が掘進方向に向けられ、
かつリング中心側に向けて傾斜されるように折曲されて
おり、導入されるシールド掘削機20の本体21の外周
面に摺接させるようにしている。
【0025】また、上記エントランスシール装置64に
おける各シール部材68の間の空間74には潤滑剤が供
給可能になっている。すなわち、シール空間74内への
連通孔76が保持リング66に穿設されており、更にこ
の連通孔76にはリング66の外周面に形成したストッ
パ78を介して潤滑剤供給管80が接続されている。潤
滑剤は図示しない圧送装置によりシールド掘削機20の
掘進に伴ってシール空間74に供給され、シールド本体
22およびこれに接続される立坑セグメントの掘進摺動
抵抗を低減させつつ、封水をなすようにしている。
おける各シール部材68の間の空間74には潤滑剤が供
給可能になっている。すなわち、シール空間74内への
連通孔76が保持リング66に穿設されており、更にこ
の連通孔76にはリング66の外周面に形成したストッ
パ78を介して潤滑剤供給管80が接続されている。潤
滑剤は図示しない圧送装置によりシールド掘削機20の
掘進に伴ってシール空間74に供給され、シールド本体
22およびこれに接続される立坑セグメントの掘進摺動
抵抗を低減させつつ、封水をなすようにしている。
【0026】このようにエントランス62の内面部にエ
ントランスシール装置64が装着された後、前述したシ
ールド掘削機20がエントランス62の直下部分に設置
される。これは、水平とう道14の床盤54に推進ジャ
ッキ56やホールドジャッキ58から構成される推進装
置52を予め据え付け、この推進装置52上に掘削機2
0を搭載することによって設置される。そして、推進装
置52を駆動し、立坑用シールド掘削機20を上昇さ
せ、シールド本体21の外周面にエントランスシール装
置64の各シール部材68を接触させ、同時にシール空
間74内を潤滑剤によって満たしておく。
ントランスシール装置64が装着された後、前述したシ
ールド掘削機20がエントランス62の直下部分に設置
される。これは、水平とう道14の床盤54に推進ジャ
ッキ56やホールドジャッキ58から構成される推進装
置52を予め据え付け、この推進装置52上に掘削機2
0を搭載することによって設置される。そして、推進装
置52を駆動し、立坑用シールド掘削機20を上昇さ
せ、シールド本体21の外周面にエントランスシール装
置64の各シール部材68を接触させ、同時にシール空
間74内を潤滑剤によって満たしておく。
【0027】そして、推進装置52のホールドジャッキ
58によって掘削機20を保持しつつ推進ジャッキ56
を下降させ、掘削機20の下部に立坑用セグメント82
を1リング搬入して組立て、推進ジャッキ56によって
押上げることによって掘削機20のテールに接合し、掘
進に伴って推進させるのである。
58によって掘削機20を保持しつつ推進ジャッキ56
を下降させ、掘削機20の下部に立坑用セグメント82
を1リング搬入して組立て、推進ジャッキ56によって
押上げることによって掘削機20のテールに接合し、掘
進に伴って推進させるのである。
【0028】ところで立坑用セグメント82は、図15
に示すように、シールド本体21の形状に合せて長円リ
ング状に形成されるが、これは実施例では3分割構造と
され、両端の半円弧セグメント82R、82Lと、中央
部の平行セグメント82Cとからなり、これらを長円に
組合せることにより長円リングセグメント82を構成す
るようにしている。各セグメント82R、82L、82
Cを相互に連結するために、接合端面をクサビ面84と
して形成し、接合時のクサビ作用によって密着するよう
にしている。この接合に際して各セグメント82R、8
2L、82Cには短軸方向への拡開・収縮力が作用する
ため、梁部材86を設けてそれらの間隔を一定に保持さ
せている。また、リング接合時の位置合せが容易に行わ
れるように、各セグメント82R、82Lの端部には舌
片88を設け、また中央のセグメント82Cの端部には
舌片88の受溝90が形成され、両者を嵌着させて接合
させるものとしている。
に示すように、シールド本体21の形状に合せて長円リ
ング状に形成されるが、これは実施例では3分割構造と
され、両端の半円弧セグメント82R、82Lと、中央
部の平行セグメント82Cとからなり、これらを長円に
組合せることにより長円リングセグメント82を構成す
るようにしている。各セグメント82R、82L、82
Cを相互に連結するために、接合端面をクサビ面84と
して形成し、接合時のクサビ作用によって密着するよう
にしている。この接合に際して各セグメント82R、8
2L、82Cには短軸方向への拡開・収縮力が作用する
ため、梁部材86を設けてそれらの間隔を一定に保持さ
せている。また、リング接合時の位置合せが容易に行わ
れるように、各セグメント82R、82Lの端部には舌
片88を設け、また中央のセグメント82Cの端部には
舌片88の受溝90が形成され、両者を嵌着させて接合
させるものとしている。
【0029】また、長円に組合されたリングセグメント
82の上縁には段差部92を形成している。これはリン
グセグメント82の内周面側に上方に突設されるガイド
板94を設け、外周面側が階段状になるようにして構成
されている。そしてこの段差部92に上部リングセグメ
ント82の下端面を載置しつつ連結することによりリン
グセグメント同志を嵌合させつつ重ね合わせることがで
きるようになっている。図16は上下リングセグメント
82U、82Dの重ね合わせ嵌合部を示したもので、こ
の図に示されるように、下部リングセグメント82Dの
段差部92上に上部リングセグメント82Uの下端面が
接合され、両者は連結ボルト96によって相互に締結さ
れる。この接合面において、止水を図るため、リングセ
グメント82の下端内周縁には切り欠き部98が形成さ
れており、これに止水ゴムリングパッキン100を装着
するようにしている。
82の上縁には段差部92を形成している。これはリン
グセグメント82の内周面側に上方に突設されるガイド
板94を設け、外周面側が階段状になるようにして構成
されている。そしてこの段差部92に上部リングセグメ
ント82の下端面を載置しつつ連結することによりリン
グセグメント同志を嵌合させつつ重ね合わせることがで
きるようになっている。図16は上下リングセグメント
82U、82Dの重ね合わせ嵌合部を示したもので、こ
の図に示されるように、下部リングセグメント82Dの
段差部92上に上部リングセグメント82Uの下端面が
接合され、両者は連結ボルト96によって相互に締結さ
れる。この接合面において、止水を図るため、リングセ
グメント82の下端内周縁には切り欠き部98が形成さ
れており、これに止水ゴムリングパッキン100を装着
するようにしている。
【0030】このようにして組み上げられたリングセグ
メント82は立坑用シールド掘削機20の掘進に伴って
順次1リングずつ推進装置52と先行するリングセグメ
ント82の下端に組み付けられるのである。
メント82は立坑用シールド掘削機20の掘進に伴って
順次1リングずつ推進装置52と先行するリングセグメ
ント82の下端に組み付けられるのである。
【0031】このようにリングセグメント82がテール
部に連接される立坑用シールド掘削機20は円盤カッタ
30R、30Lおよびスライドカッタ31の掘削作用
と、推進装置52の推進ジャッキ56の押出し作用によ
り掘削推進をなすが、これによる立坑掘削は次のように
行われる。
部に連接される立坑用シールド掘削機20は円盤カッタ
30R、30Lおよびスライドカッタ31の掘削作用
と、推進装置52の推進ジャッキ56の押出し作用によ
り掘削推進をなすが、これによる立坑掘削は次のように
行われる。
【0032】すなわち、最初水平とう道14内に設置さ
れた立坑用シールド掘削機20はエントランスシール装
置64によって封水状態にしておき、エントランス62
によって囲まれたとう道14の天板部セグメント60に
向けて押上げ駆動する。このとき、予め天板部セグメン
ト60から箱抜きセグメント63を取外しておき、シー
ルド掘削機20には樹脂製外板61を対面させておく。
そして、円盤カッタ30R、30Lを回転駆動するとと
もに、スライドカッタ31を往復駆動させる。これによ
り天板部セグメント60の外板61は貫通され、シール
ド掘削機20は地山に対面するものとなる。このような
箱抜き貫通が行われると同時に、シールドチャンバ26
内に送泥管28によって作泥材を供給し、切羽面との間
で圧力バランスが図りつつ掘削作用を行うのである。
れた立坑用シールド掘削機20はエントランスシール装
置64によって封水状態にしておき、エントランス62
によって囲まれたとう道14の天板部セグメント60に
向けて押上げ駆動する。このとき、予め天板部セグメン
ト60から箱抜きセグメント63を取外しておき、シー
ルド掘削機20には樹脂製外板61を対面させておく。
そして、円盤カッタ30R、30Lを回転駆動するとと
もに、スライドカッタ31を往復駆動させる。これによ
り天板部セグメント60の外板61は貫通され、シール
ド掘削機20は地山に対面するものとなる。このような
箱抜き貫通が行われると同時に、シールドチャンバ26
内に送泥管28によって作泥材を供給し、切羽面との間
で圧力バランスが図りつつ掘削作用を行うのである。
【0033】このシールド掘削機20の掘削作用は次の
ように行われる。すなわち、シールド掘削機20のカッ
タ30R、30L、31はスリットプレート23に摺動
駆動され、このときシールド本体21内に形成したチャ
ンバ26への掘削土砂流入口22が間欠的に開閉されて
土砂の取込みが行われる。そして、この実施例では、チ
ャンバ26の区画しているバルクヘッド25が前後に摺
動可能とされているので、取込み土砂を排出する場合に
は、カッタ30R、30L、31によりスリットプレー
ト23の前部の土砂流入口22を閉鎖したときに、バル
クヘッド25を前進移動させてチャンバ容積を縮小さ
せ、この縮小作用を行っているときに排泥管29を開放
して排泥させるようにしている。したがって、シールド
掘削機20では、円盤カッタ30R、30Lの回転によ
る掘削とスライドカッタ31の往復摺動による掘削とを
行い、所定時間の後、当該カッタ30R、30L、31
が土砂流入口22を閉塞させ、この閉塞のときにバルク
ヘッド25を前進移動させて内圧を高め、排泥管29を
通じて排泥処理する工程を繰り返しながら掘進させるの
である。
ように行われる。すなわち、シールド掘削機20のカッ
タ30R、30L、31はスリットプレート23に摺動
駆動され、このときシールド本体21内に形成したチャ
ンバ26への掘削土砂流入口22が間欠的に開閉されて
土砂の取込みが行われる。そして、この実施例では、チ
ャンバ26の区画しているバルクヘッド25が前後に摺
動可能とされているので、取込み土砂を排出する場合に
は、カッタ30R、30L、31によりスリットプレー
ト23の前部の土砂流入口22を閉鎖したときに、バル
クヘッド25を前進移動させてチャンバ容積を縮小さ
せ、この縮小作用を行っているときに排泥管29を開放
して排泥させるようにしている。したがって、シールド
掘削機20では、円盤カッタ30R、30Lの回転によ
る掘削とスライドカッタ31の往復摺動による掘削とを
行い、所定時間の後、当該カッタ30R、30L、31
が土砂流入口22を閉塞させ、この閉塞のときにバルク
ヘッド25を前進移動させて内圧を高め、排泥管29を
通じて排泥処理する工程を繰り返しながら掘進させるの
である。
【0034】このとき、立坑用シールド掘削機20のカ
ッタ面は円盤カッタ30R、30Lおよびスライドカッ
タ31がほぼ同一面となるように設定され、かつスリッ
トプレート23の土砂流入口22が各カッタ30R、3
0L、31により閉塞しているので、充分な面剛性が得
られ、チャンバ26内の泥水圧との相互作用により、上
面から作用する切羽面圧を支承することができる。
ッタ面は円盤カッタ30R、30Lおよびスライドカッ
タ31がほぼ同一面となるように設定され、かつスリッ
トプレート23の土砂流入口22が各カッタ30R、3
0L、31により閉塞しているので、充分な面剛性が得
られ、チャンバ26内の泥水圧との相互作用により、上
面から作用する切羽面圧を支承することができる。
【0035】このようにして圧力バランスを図りつつ当
該立坑用シールド掘削機20による掘削を行わせ、推進
装置52部分にセグメント82を組み付けつつ掘進させ
ることにより、図1に示すように、水平とう道14を発
進部として上方の地中に構築されている地中構造物10
に向けて立坑が掘削施工されるのである。
該立坑用シールド掘削機20による掘削を行わせ、推進
装置52部分にセグメント82を組み付けつつ掘進させ
ることにより、図1に示すように、水平とう道14を発
進部として上方の地中に構築されている地中構造物10
に向けて立坑が掘削施工されるのである。
【0036】ここで、地中構造物10に対して上方掘削
により掘進してきたシ-ルド掘削機20はカッタ面がほ
ぼ平坦面とされるため、図1に示すように、地下構造物
10の床スラブ10Aに直接接合するまで掘進させるこ
とができる。したがって、立坑を当該地中構造物10に
接近させた状態で、床スラブ10Aを破砕し、掘削立坑
と地下構造物10の内部とを直結させるのである。
により掘進してきたシ-ルド掘削機20はカッタ面がほ
ぼ平坦面とされるため、図1に示すように、地下構造物
10の床スラブ10Aに直接接合するまで掘進させるこ
とができる。したがって、立坑を当該地中構造物10に
接近させた状態で、床スラブ10Aを破砕し、掘削立坑
と地下構造物10の内部とを直結させるのである。
【0037】このような実施例によれば、水平とう道1
4を発進部位として立坑を上方に向けて掘削させ、表層
側の地下構造物10に直接連絡用立坑を構築することが
できる。これにより地下構造物10の地上側では一切の
掘削施工のための設備が不要となり、また立坑掘削のた
めの作業領域の確保も不要となる。しかも、地下構造物
10に立坑が直結されるため、立坑掘削に際しての地下
構造物の撤去作業や再構築といったことも不要となり、
時間的および経済的作業効率を高めることができる。
4を発進部位として立坑を上方に向けて掘削させ、表層
側の地下構造物10に直接連絡用立坑を構築することが
できる。これにより地下構造物10の地上側では一切の
掘削施工のための設備が不要となり、また立坑掘削のた
めの作業領域の確保も不要となる。しかも、地下構造物
10に立坑が直結されるため、立坑掘削に際しての地下
構造物の撤去作業や再構築といったことも不要となり、
時間的および経済的作業効率を高めることができる。
【0038】なお、上記実施例ではチャンバ26の容積
可変機構をバルクヘッド25による前後移動によって行
ったが、先端シールド本体を分離して前後移動可能と
し、スリットプレート23側を固定されたバルクヘッド
25に対して移動させるようにしてもよい。また泥水シ
ールドのみならず、泥土圧シールド工法にも適用するこ
とができる。
可変機構をバルクヘッド25による前後移動によって行
ったが、先端シールド本体を分離して前後移動可能と
し、スリットプレート23側を固定されたバルクヘッド
25に対して移動させるようにしてもよい。また泥水シ
ールドのみならず、泥土圧シールド工法にも適用するこ
とができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
地上側での作業領域の確保が不要であって、既設の地下
構造物を撤去することがなく、直接深層部のとう道から
地下構造物へのドッキングができるという優れた効果が
得られる。
地上側での作業領域の確保が不要であって、既設の地下
構造物を撤去することがなく、直接深層部のとう道から
地下構造物へのドッキングができるという優れた効果が
得られる。
【0040】また立坑掘削をシールドチャンバの内容積
を変更するようにして掘削させ、シールド掘削機に加わ
る土圧力を充分維持しつつ連続して下方から上方に向け
ての立坑掘削が可能となる。
を変更するようにして掘削させ、シールド掘削機に加わ
る土圧力を充分維持しつつ連続して下方から上方に向け
ての立坑掘削が可能となる。
【0041】更に、本発明に係るシールド掘削機では、
内部土砂を強制排土させることができ、排土作業に際し
て、上部土圧による影響が排土経路に及ぶことを防止で
き、もって継続的に立坑掘削を行うことができる。ま
た、チャンバを形成した掘削処理ができるため、軟弱地
盤に対しての上向き立坑シールド掘削が可能となる。
内部土砂を強制排土させることができ、排土作業に際し
て、上部土圧による影響が排土経路に及ぶことを防止で
き、もって継続的に立坑掘削を行うことができる。ま
た、チャンバを形成した掘削処理ができるため、軟弱地
盤に対しての上向き立坑シールド掘削が可能となる。
【図1】実施例に係る立坑の施工状態の説明図である。
【図2】同シールド掘削機の斜視図である。
【図3】実施例に係る立坑掘削用シールド掘削機の断面
図である。
図である。
【図4】実施例に係る立坑掘削用シールド掘削機の平面
図である。
図である。
【図5】図2のA−A線断面図である。
【図6】図2のB−B線断面図である。
【図7】推進装置の側面図である。
【図8】推進装置により立坑用シールド掘削機を押上げ
た状態の側面図である。
た状態の側面図である。
【図9】推進装置の平面図である。
【図10】水平とう道に形成されたエントランスの配置
構成図である。
構成図である。
【図11】エントランスを構成するとう道セグメントの
部分正面図と底面図である。
部分正面図と底面図である。
【図12】箱抜きセグメントの斜視図である。
【図13】エントランスシール装置の側面断面図であ
る。
る。
【図14】同装置の部分断面図である。
【図15】リングセグメントの分解斜視図である。
【図16】リングセグメントの嵌合状態の部分断面図で
ある。
ある。
10 地下構造物 12 水平シールド掘削機 14 水平とう道 20 立坑用シールド掘削機 21 シールド本体 25 バルクヘッド 26 チャンバ 30R、30L 円盤カッタ 31 スライドカッタ 52 推進装置 56 推進ジャッキ 58 ホールドジャッキ 62 エントランス 64 エントランスシール装置 68 シール部材 82 立坑用リングセグメント 92 段差部
フロントページの続き (72)発明者 中村 弘一郎 東京都港区赤坂4丁目13番13号 協和電設 株式会社内 (72)発明者 吉川 義康 東京都港区赤坂4丁目13番13号 協和電設 株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−61289(JP,A) 実公 昭61−26467(JP,Y2)
Claims (3)
- 【請求項1】 シールド掘削機のカッタによりシールド
本体内に形成したチャンバへの掘削土砂流入口を間歇的
に開閉させるとともに、前記カッタによるチャンバの閉
塞時にチャンバ容積を縮小させてチャンバ内土砂の排土
を行わせることにより上方押し上げ推進を行って立坑掘
削をなすことを特徴とする立坑構築方法。 - 【請求項2】 シールド本体の内部を前後に仕切るバル
クヘッドを設けるとともに、このシールド本体先端には
土砂流入口を開口形成したスリットプレートを設けるこ
とによりシールド本体の前部にチャンバを形成し、前記
スリットプレートの前面には土砂流入口を開閉可能に摺
動するカッタを装着し、かつ前記チャンバの容積可変機
構を設けたことを特徴とする立坑掘削用シールド掘削
機。 - 【請求項3】 前記チャンバ容積可変機構は前記バルク
ヘッドをスリットプレートに対して接離移動機構により
形成されていることを特徴とする請求項2に記載の立坑
掘削用シールド掘削機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3072293A JPH0754077B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 立坑の構築方法および立坑掘削用シールド掘削機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3072293A JPH0754077B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 立坑の構築方法および立坑掘削用シールド掘削機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285289A JPH04285289A (ja) | 1992-10-09 |
| JPH0754077B2 true JPH0754077B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=13485077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3072293A Expired - Lifetime JPH0754077B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 立坑の構築方法および立坑掘削用シールド掘削機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754077B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5836888B2 (ja) | 2011-06-03 | 2015-12-24 | キヤノン株式会社 | トナー |
| CN113153344B (zh) * | 2021-04-08 | 2024-05-28 | 江苏锐成机械有限公司 | 真空密闭排渣的高放废物处置坑掘进系统 |
| CN114293992A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-08 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种向上施工竖井设备及其施工方法 |
| CN114562272B (zh) * | 2022-03-22 | 2025-03-25 | 中铁工程装备集团有限公司 | 向上施工竖井设备及方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6126467U (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-17 | 久美子 林田 | 刃を交換する包丁 |
| JPH0654076B2 (ja) * | 1988-08-25 | 1994-07-20 | 株式会社東電通 | 立坑の堀削方法 |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP3072293A patent/JPH0754077B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04285289A (ja) | 1992-10-09 |
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