JPH0423994Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、１本のトンネルを２台のシールド
機を用いてトンネルの両側端から掘削して、これ
を途中で接合するシールド・トンネルの地中接合
装置に関するものである。

「従来の技術」 近年、軟弱な地盤等にトンネルを掘削するシー
ルド工法の工期短縮化を図る目的で、築造すべき
トンネルの両側端に相当する位置に発進立杭を掘
削して、これら発進立杭から２台のシールド機に
よりトンネルを掘削し、それらを途中で接合する
ことによりトンネルを完成させる、地中接合工法
と呼ばれる手法が提案、実施されている。しか
し、前記各々のシールド機の先端部には、地山を
掘削するカツタ装置が設置されているのが通常で
あるので、これら２台のシールド機が、接合部に
おいてその先端部を互いに当接する程度にまで接
近することは大変困難である。従つて、トンネル
接合時には、その接合部付近において所定距離の
地山を残した状態でシールド機を解体し、この残
された地山を何等かの手段により掘削、除去する
必要が生じる。しかしながら、以上のような方法
でトンネル接合を行つたのでは、前記残された地
山に対する土留め作業や止水作業が大掛かりにな
ると共に、工費、工期共に嵩んでしまい、大変不
経済であつた。

そこで、前記２台のシールド機のうち、一方の
シールド機にそのスキンプレート内に格納される
円筒状の貫入リングを設けたような地中接合装置
を構成し、トンネル接合時にこの貫入リングによ
り接合部の地山を覆うことで、土留め及び止水を
行い、これにより安全かつ確実にトンネル接合を
行いうる地中接合工法が最近提案されている。す
なわち、第５図に示すように、前記地中接合装置
を構成する２台のシールド機のうち、第１のシー
ルド機１のスキンプレート１ａの先端部を、外筒
１１及び内筒１２により二重に形成すると共に、
これら外筒１１及び内筒１２の間に円筒状の貫入
リング１３を格納し、また第２のシールド機２の
スキンプレート２ａの先端部を、前記第１のシー
ルド機と同径の外筒２１及び内筒２２により二重
に形成することで、前記貫入リングが貫入される
貫入室２３を形成しておく。そして、これら第１
及び第２のシールド機１，２により築造すべきト
ンネルの両側端からトンネルTa，Tbを掘進し
て、これらを接合する際に、前記貫入リング１３
の先端部を第２のシールド機２の貫入室２３内に
貫入させることで、この貫入リング１３により、
第１及び第２のシールド機１，２との間に残され
た地山Giを覆い、これによりトンネル接合部の
土留めや止水を行うことで、安全かつ確実にトン
ネルTa，Tbを接合することが可能となると共
に、接合時の工費及び工期を大幅に低減すること
が可能となる。

「考案が解決しようとする問題点」 ところで、前記貫入リング１３を備えた地中接
合装置においては、この貫入リング１３を前記第
２のシールド機２の貫入室２３内に貫入しただけ
では、トンネル接合部の止水が不十分な場合があ
る。従つて、前記地中接合工法の施工時において
は、トンネル接合部における止水を確実にするた
めに、貫入リング１３によるトンネル接合と相前
後して、前記貫入室２３内に止水材を注入、充填
することで、貫入リング１３周囲の止水が行われ
ることがある。しかしながら、前記第２のシール
ド機２の貫入室２３は、このシールド機２の先端
部に開口されているため、地山Ｇの土質等施工条
件如何では、トンネルTb掘進時に掘削土砂や礫
が貫入室２３内部に侵入し、あるいはこれを閉塞
する恐れがある。従つて、前述の止水材注入時
に、この掘削土砂等が止水材内に混入することに
より止水材の均一な固化が阻害され、これが故に
トンネル接合部における止水効果が低下する恐れ
があつた。

この考案は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、施工条件等に左右されず確実にトンネル接合
部の止水を行いうるシールド・トンネルの地中接
合装置の提供を目的としている。

「問題を解決するための手段」 前記問題点を解決するために、この考案は、前
部に設けられたカツタ装置により地山を掘削しつ
つ、内部で一次覆工用のセグメントを組み立てな
がら地中を推進するシールド機を２台用い、築造
すべきトンネルの両端側からそれぞれトンネルを
掘削してそれらを途中で接合することによりトン
ネルを完成させるシールド・トンネルの地中接合
装置において、前記一方のシールド機のスキンプ
レートの先端部を外筒と内筒とにより二重に形成
すると共に、このシールド機の外筒と内筒との間
に、シールド機の前後方向に移動自在な貫入リン
グが収納し、かつ、前記他方のシールド機のスキ
ンプレートの先端部を前記一方のシールド機と同
径の外筒と内筒とにより二重に形成することで、
このシールド機に前記貫入リングが貫入される貫
入室を形成し、この貫入室内に、シールド機の前
後方向に移動自在な保護リングを収納すると共
に、先端がこの貫入室内に開口する注入管を配設
し、さらに前記保護リングに、これをシールド機
の長手方向に貫通する注入孔を穿設したようなシ
ールド・トンネルの地中接合装置を構成してい
る。

「作用」 この考案では、貫入リングを貫入室内へ引き込
むと共に保護リングを後退させることで、トンネ
ル接合部の地山を覆う作業と同時に、注入管を通
じて貫入室内に止水材を注入、充填すれば、保護
リングに穿設された注入孔を通じてこの止水材を
保護リング前方にまで到達させることができ、こ
れにより、保護リング後退に伴つてこの保護リン
グ前方に形成される空〓を止水材で充填すること
が可能となる。

「実施例」 以下、この考案の実施例について第１図ないし
第４図を参照して説明する。図中、符号Ｇは両側
端から掘削されてきたシールド・トンネルの接合
部付近の地山であり、この地山Ｇ内では、第１の
シールド機１が、その前部に設けられたカツタ装
置１０により紙面に対して右側にトンネルTaを
掘削し、また、第２のシールド機２が、その前部
に設けられたカツタ装置２０により紙面の左側に
他方のトンネルTbを掘削している。そして、第
１のシールド機１の後方に形成されたトンネル
Taの壁面は、このシールド機１の内部で組み立
てられたセグメント３ａ，３ａ，……によつて１
次覆工され、同様に、第２のシールド機２の後方
に形成されたトンネルTbの壁面は、このシール
ド機２の内部で組み立てられたセグメント３ｂ，
３ｂ，……によつて１次覆工されている。そし
て、以上の構成において、第１のシールド機１と
第２のシールド機２は、築造すべきトンネルの両
側端からそれぞれトンネルTa，Tbを掘削してそ
れらを途中で接合する構造の地中接合装置Ｓを構
成している。

前記第１のシールド機１の外殻を成す円筒状の
スキンプレート１ａの先端部は、前記従来のシー
ルド機と同様に、このスキンプレート１ａと同径
に形成された外筒１１と、この外筒１１より小径
に形成された内筒１２とにより、二重に形成され
ており、この内筒１２は、シールド機１の軸線に
直交するように形成された仕切板１４により前記
スキンプレート１ａに連結されている。これら外
筒１１と内筒１２との間には、鉄板を円筒状に形
成してなる貫入リング１３が格納されており、か
つ、外筒１１、内筒１２の先端部には、これらと
貫入リング１３との間の間〓を閉塞するリツプシ
ール、Ｕシール、Ｏリング等のシール材３０，３
０が設けられている。

貫入リング１３の後端部には、その周方向に間
隔を置いて、シールド機１の軸線に沿つて延在す
る複数本のロツド１７ａ，１７ａ，……が突設さ
れている。これらロツド１７ａ，１７ａ，……
は、前記外筒１１及び内筒１２間に設けられた仕
切板１４を貫通して設けられ、かつ、その先端部
が、スキンプレート１ａ内面に間隔を置いて設置
された複数個の押出ジヤツキ１７，１７，……に
接続されている。また、これら貫入リング１３及
び内筒１２間には、スラスト軸受等のすべり軸受
３１が介在され、以上の構成により、貫入リング
１３は、シールド機１の軸線に沿つて前後方向に
摺動自在に構成されている。

一方、前記第２のシールド機２は、そのスキン
プレート２ａの先端部が前記第１のシールド機１
と同径の円筒状の外筒２１及び内筒２２とにより
二重に形成されており、この内筒２２は、シール
ド機２の軸線に直交して形成された仕切板２４に
より連結されている。そして、これら外筒２１、
内筒２２及び仕切板２４で囲繞される空間が、第
１のシールド機１の貫入リング１３が貫入される
貫入室２３とされている。

この貫入室２３内には、前記外筒２１及び内筒
２２間の間隔より僅かに薄い肉厚に形成された保
護リング３２が嵌入されている。この保護リング
３２には、第２のシールド機２の長手方向に延在
する注入孔３３，３３，……が複数個穿設されて
いると共に、その前面には、シールド機２の中心
に向つて後方に傾斜する傾斜面３４が形成され、
これにより、貫入リング１３との圧着性の増大、
及び、掘削土砂の円滑な取り込みが図られてい
る。保護リング３２の後端部には、その周方向に
間隔を置いて、シールド機２の軸線に沿つて延在
するロツド２７ａ，２７ａ，……が突設されてい
る。このロツド２７ａ，２７ａ，……は、前記仕
切板２４を貫通して設けられていると共に、その
先端部がスキンプレート２ａ内面に周方向に間隔
を置いて設けられた押出ジヤツキ２７，２７，…
…に連結されている。そして、以上の構成によ
り、前記保護リング３２は、シールド機２の軸線
に沿つて前後方向に摺動自在に構成されている。

また、前記第２のシールド機２には、先端がそ
の貫入室２３内に開口された注入管３５が配設さ
れている。この注入管３５の基端は、シールド機
２後方、あるいは地上に設置された止水材製造プ
ラント（図示略）に接続され、これにより、注入
管３５を介して貫入室２３内に止水材を注入、充
填することが可能とされている。ここで、注入管
３５により注入される止水材の種類は任意であ
り、周知の材料から適宜選択されれば良いが、グ
ラウト等セメント系止水材を用いれば、後述する
トンネル接合部が永久構造物として構築され、そ
の耐久性が向上する、という効果を奏する。

また、図中、符号１８，２８は、それぞれシー
ルド機１，２のスキンプレート１ａ，２ａ内に周
方向に間隔を置いて設けられ、前記セグメント３
ａ，３ｂの先端に反力を取つてシールド機１，２
を前方に推進させる推進ジヤツキ、符号１５，２
５は、それぞれシールド機１，２の内筒１２，２
２内を閉塞するように設けられた仕切板である。
なお、この実施例では、地山を掘削するカツタ装
置１０，２０は、内筒１２，２２よりやや小径に
形成され、その軸体１９，２９が仕切板１５，２
５に軸支されていると共に、これらカツタ装置１
０，２０の周縁部には、シールド機１，２の径方
向に伸縮自在なカツタ部１０ａ，２０ａが設けら
れている。また、これらカツタ装置１０，２０
は、シールド機１，２の軸線に沿つて移動自在に
構成され、これにより、トンネル接合時にカツタ
装置１０，２０が内筒１２，２２内に収納可能と
されている。

次に、以上のような構成を有する地中接合装置
Ｓを用いてトンネルを接合する方法について説明
する。

まず、第１図に示すように、シールド機１，２
を用いて、トンネルの両側端からトンネルTa，
Tbを掘削しつつ、トンネルTa，Tbの壁面にセ
グメント３ａ，３ｂを組み立てることで、１次覆
工を行う。この際、カツタ装置１０，２０のカツ
タ部１０ａ，２０ａを伸長させることで、掘削す
るトンネルTa，Tbの径を外筒１１，２１と少な
くとも同径とすることが好ましい。なお、前記第
２のシールド機２の保護リング３２の貫入室２３
内での位置は、いずれであつても良いが、トンネ
ルTb掘削時に保護リング３２を貫入室２３前部
に位置させておくことで、この貫入室２３内部へ
の掘削土砂や礫の侵入を阻止することができる。

そして、トンネルの接合部において、これらシ
ールド機１，２を所定長さの地山Gi（約30cm〜1m
程度）を残して対向させ、伸長させておいたカツ
タ部１０ａ，２０ａを元の長さにまで短縮させた
後に、カツタ装置１０，２０を内筒１２，２２内
に収納し、更に推進ジヤツキ１８，２８，……を
駆動することで、シールド機１，２の前端がほぼ
当接する程度にまでこれらシールド機１，２を接
近させる（第２図）。

次に、前記保護リング３４が貫入室２３の奥に
ある場合には、押出ジヤツキ２７，２７，……を
駆動することで、保護リング３２を貫入室２３前
部にまで摺動させ、これにより貫入室２３内に侵
入した土砂や礫を外部に排出しておく。この状態
で、押出ジヤツキ１７，１７，……を駆動するこ
とで、貫入リング１３をシールド機１の軸線に沿
つて前方に摺動させ、その先端を保護リング傾斜
面３４に当接させる（第３図）。

さらに、押出ジヤツキ１７，１７，……による
貫入リング１３の押し出しを続けつつ、これに連
動して、押出ジヤツキ２７，２７，……を駆動す
ることで、その傾斜面３４に貫入リング１３の先
端を当接させたまま、保護リング３２を後方に摺
動させ、これにより、貫入リング１３を貫入室２
３奥にまで引き込む。すなわち、この貫入リング
１３により、シールド機１，２の間に残されたト
ンネル接合部の地山Giを覆うのである。また、
この貫入リング１３引き込み作業と同時に、前記
注入管３５により貫入室２３内に止水材３６を注
入、充填する。この際、保護リング３２の後退に
従つて、この保護リング３２前方に空〓が形成さ
れるが、前述の如く保護リング３２には注入孔３
３，３３，……が形成されているため、止水材３
６がこの注入孔３３，３３，……を通じて保護リ
ング３２前方にまで到達し、これにより保護リン
グ３２前方の空〓が止水材３６によつて閉塞され
る（第４図）。

この後、カツタ装置１０，２０を解体、撤去す
ると共に、仕切板１５，２５を切り取つて除去
し、更に貫入リング１３の両端部を内筒１２，２
２に溶接して固定する。そして、シールド機１，
２のスキンプレート１ａ，２ａ内面に、２次覆工
分の厚さを含めたコンクリートを打設すること
で、トンネル接合部の覆工を行い、これによりト
ンネル接合部の施工が完了される。

従つて、以上説明した地中接合装置Ｓによれ
ば、トンネルTa，Tb接合に先立つて、保護リン
グ３２により貫入室２３内の掘削土砂等を完全に
排除することができ、また、貫入リング１３を貫
入室２３内へ引き込むと共に保護リング３２を後
退させることで、トンネル接合部の地山Giを覆
う作業と同時に、注入管３５を通じて貫入室２３
内に止水材３６を注入、充填すれば、保護リング
３２に穿設された注入孔３３，……を通じてこの
止水材３６を保護リング３２前方、ひいてはトン
ネル接合部の地山Giにまで到達させることがで
きる。すなわち、保護リング３２後退に伴い、こ
の保護リング３２前方に形成される空〓を止水材
３６により充填することができるため、トンネル
接合時においても、掘削土砂や礫が貫入室２３に
侵入することがなく、トンネル接合時における止
水を確実なものとすることが可能となる。

なお、この考案のシールド・トンネルの地中接
合装置Ｓは、その各構成部材、あるいは周辺の機
材等の諸形状や寸法等が前記実施例に限定される
ことなく、設置個所や施工条件、あるいは設計要
求等に基づき種々変更可能である。

「考案の効果」 以上詳細に説明したように、この考案によれ
ば、シールド機を２台用い、築造すべきトンネル
の両側端からそれぞれトンネルを掘削してそれら
を途中で接合することによりトンネルを完成させ
るシールド・トンネルの地中接合装置において、
前記一方のシールド機のスキンプレートの先端部
を外筒と内筒とにより二重に形成すると共に、こ
のシールド機の外筒と内筒との間に、シールド機
の前後方向に移動自在な貫入リングを収納し、か
つ、前記他方のシールド機のスキンプレートの先
端部を前記一方のシールド機と同径の外筒と内筒
とにより二重に形成することで、このシールド機
に前記貫入リングが貫入される貫入室を形成し、
この貫入室内に、シールド機の前後方向に移動自
在な保護リングを収納すると共に、先端がこの貫
入室内に開口する注入管を配設し、さらに前記保
護リングに、これをシールド機の長手方向に貫通
する注入孔を穿設したようなシールド・トンネル
の地中接合装置を構成したので、前記貫入リング
を貫入室内へ引き込むと共に保護リングを後退さ
せることで、トンネル接合部の地山を覆う作業と
同時に、注入管を通じて他方のシールド機の貫入
室内に止水材を注入、充填すれば、前記注入孔を
通じてこの止水材を保護リング前方にまで到達さ
せることができる。従つて、この考案によれば、
トンネル接合時において、掘削土砂や礫の侵入を
排除しつつ、保護リング後退に伴つてこの保護リ
ング前方に形成される空〓を止水材により充填す
ることで、トンネル接合時における止水を施工条
件によらず確実なものとすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図はこの考案の一実施例であ
るシールド・トンネルの地中接合装置を示す図で
あつて、第１図はその全体を示す断面図、第２図
は貫入リング及び貫入室付近を拡大視して示した
断面図、第３図ないし第４図は同実施例による地
中接合工法を説明するための工程図、第５図は従
来の地中接合装置を示す断面図である。 Ｇ……地山、Ｓ……地中接合装置、１……第１
のシールド機（一方のシールド機）、２……第２
のシールド機（他方のシールド機）、１ａ，２ａ
……スキンプレート、１１，２１……外筒、１
２，２２……内筒、１３……貫入リング、２３…
…貫入室、３２……保護リング、３３……注入
孔、３５……注入管、３６……止水材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 前部に設けられたカツタ装置により地山を掘削
   しつつ、内部で一次覆工用のセグメントを組み立
   てながら地中を推進するシールド機を２台用い、
   築造すべきトンネルの両側端からそれぞれトンネ
   ルを掘削してそれらを途中で接合することにより
   トンネルを完成させるシールド・トンネルの地中
   接合装置であつて、前記一方のシールド機のスキ
   ンプレートの先端部が外筒と内筒とにより二重に
   形成されていると共に、このシールド機の外筒と
   内筒との間には、シールド機の前後方向に移動自
   在な貫入リングが収納され、かつ、前記他方のシ
   ールド機には、そのスキンプレートの先端部が前
   記一方のシールド機と同径の外筒と内筒とにより
   二重に形成されることで、前記貫入リングが貫入
   される貫入室が形成され、この貫入室内には、シ
   ールド機の前後方向に移動自在な保護リングが収
   納されていると共に、先端がこの貫入室内に開口
   する注入管が配設され、さらに前記保護リングに
   は、これをシールド機の長手方向に貫通してなる
   注入孔が穿設されていることを特徴とするシール
   ド・トンネルの地中接合装置。