JP2631618B2 - 大断面立坑の築造工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大断面立坑の築造工法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】深層地下に構築されるとう道に対し、既
設のマンホール等の地下構造物から連絡作業用の導管路
を立坑として構築するには、開削工法や路上からの大口
径ボーリング機械によって施工する場合が多い。

【０００３】このうち開削工法では市街地での路面を専
有しての作業となり、交通渋滞や騒音、振動などの問題
も生じる。また、地上から大口径ボーリング工法などに
よって掘下げて既設とう道に接続する場合には、接合部
への補助工法（薬液注入など）が必要となり、地下水の
汚染など公害問題を生じ易い。さらに、掘削土質によっ
てはケーシングなどの喰込み（ジャーミング）が起き易
く工事施工が難しくなる場合もある。

【０００４】そこで、発明者等は先に特願平3-72293 号
（特開平4-285289号公報）として、図６に示すような立
坑の構築方法を提案し、出願した。これは、既設地下構
造物110 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
予め形成して既設とう道114 を構築しておき、この箱抜
き部分にエントランスシール装置164 を装着し、立坑用
シールド掘削機120 を既設とう道114 内に設置する。

【０００５】この立坑用シールド掘削機120 を床盤154
に据え付け、該立坑用シールド掘削機120 の内周縁に沿
って配列された複数の推進ジャッキ156 とホールドジャ
ッキ158 によって構成された発進装置152 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114 でセグメント182 を組立てつつ立坑
の掘削、上方推進を行う。

【０００６】図中112 は既設とう道114 を施工する水平
シールド掘削機、131 は立坑用シールド掘削機120 のス
ライドカッタ、126 は円盤カッタである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この図６に示す立坑の
構築方法によれば、地上側での作業領域の確保が不要で
あって、既設の地下構造部を撤去することなく、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。

【０００８】しかし、立坑の断面を大断面のものとする
には立坑用シールド掘削機120 がかなり大型のものとな
り、それにともない推進ジャッキ156 やホールドジャッ
キ158 の数も多くなり、エントランスシール装置164 に
も大型のものが必要となる。

【０００９】さらに、このように大型の装置を使用して
の作業は狭い既設のとう道内では、きわめて煩雑で効率
の悪いものである。

【００１０】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、簡単でかつ安価に、しかも精度よく施工できる大断
面立坑の築造工法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、既設立坑用管体の外周へのクランプ装置を推
進ジャッキに設けたシールド掘削機で該既設立坑用管体
をガイドとして下向きに掘進し、該シールド掘削機後端
上方にセグメントを順次組立ててこの既設立坑用管体の
周囲を囲撓する立坑を構築すること、もしくは、既設と
う道を構成する一次覆工セグメントの坑内に仮覆工した
エントランスパッキン装置を予め組込んでおき、既設と
う道内で押出し装置によってこの覆工材およびシールド
掘削機を押出し、前記仮覆工部分から地山中に繰り出
し、以後、覆工材後端に新規の覆工材を継ぎ足す工程
と、押出し装置による掘進工程を繰り返すことで既設と
う道から立ち上がる立坑用管体を構築し、次いで、この
既設立坑用管体の外周へのクランプ装置を推進ジャッキ
に設けたシールド掘削機で該既設立坑用管体をガイドと
して下向きに掘進し、該シールド掘削機後端上方にセグ
メントを順次組立ててこの既設立坑用管体の周囲を囲撓
する立坑を構築することを要旨とするものである。

【００１２】

【作用】請求項１記載の本発明によれば、シールド掘削
機は既設立坑用管体をガイドにして正確に掘進させるこ
とができるものであり、また、クランプ装置を介して既
設立坑に推進反力を得て掘進させることができるので、
セグメントはこれを上積みで沈設していくことができ
る。

【００１３】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、既成とう道を利用してガイドとなる立坑用管
体を簡単に施工することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明の大断面立坑の築造工法の１実
施例を示す一部切り欠いた斜視図である。

【００１５】一次覆工セグメント80があり、この一次覆
工セグメント80の任意のとう道位置において、上方に向
かって立ち上がる導管路を小径の立坑用管体４として構
築する。

【００１６】この立坑用管体４の構築方法を図２に示す
と、シールド掘削機１により推進工法で構築するもの
で、予め前記一次覆工セグメント80の坑内に予めエント
ランスパッキン装置70を組込んでおく。

【００１７】図中100 は押出し装置、１はシールド掘削
機、30はこのシールド掘削機１の後方に順次組立て接続
し、導管路としての立坑用管体４を構成する覆工材であ
る。

【００１８】前記押出し装置100 は、前記覆工材30をつ
なげてなる導管路の外周部を締付ける第１のクランプ機
構を内設する第１の盛替部60と、同じく第２のクランプ
機構を内設する第２の盛替部62をそれぞれ推進ジャッキ
61,63 を取り付けて相前後して設けた。

【００１９】図中64は一次覆工セグメント80の坑内の底
位置に設置する架台で、前記推進ジャッキ61,63 はこの
架台64上に立設するが、推進ジャッキ61の下端はこの架
台64に固定させ、推進ジャッキ63の下端はクレビス方式
で架台64にピン結合させる。図示は省略するが、前記第
１の盛替部60の第１のクランプ機構や第２の盛替部62の
第２のクランプ機構は、半円形の分割片の組合わせによ
る円形のクランプリング65と、このクランプリング65の
分割片の相互の間隔を伸縮させる締付け機構からなる。

【００２０】そして、この締付け機構にはジャッキ式や
ネジ式などの種々のものが考えられるが、本実施例では
くさび方式を採用し、クランプリング65の外周を下方が
すぼまるテーパー面とし、これに見合う傾斜角のテーパ
ー内周面を持つ受盤に該クランプリング65を嵌めてなる
ものとした。

【００２１】また、覆工材の締結装置40として、前記押
出し装置100 の内側に、回転用油圧モータや該モータに
設けるピニオンギヤや、このピニオンギヤが噛合するタ
ーンテーブル側歯車を組込んだターンテーブル41を、前
記架台64を共用して設けた。そしてこのターンテーブル
41は、ターンテーブル昇降ジャッキ（図示せず）を組込
むことにより全体を昇降自在なものとする。

【００２２】一次覆工セグメント80にエントランスパッ
キン装置70を装着後、掘削機本体２とその前部に位置す
る掘削ヘッド３とからなり、さらに、この掘削ヘッド３
は公転するリング形状の外周カッター５と、その内側に
配設される自在カッター６，７とからなるシールド掘削
機１をターンテーブル41の上で組み立て、かつ、前記タ
ーンテーブル昇降ジャッキを伸長して上昇させる。

【００２３】このシールド掘削機１の外周部を第１の盛
替部60と第２の盛替部62のクランプリング65で締め付
け、先端カッター部がエントランスパッキン装置70に近
接するまで押し出して停止する。

【００２４】シールド掘削機１の地山への押出しには、
覆工材30が必要となる。この覆工材30は鋼管、ヒューム
管、鋳鉄管、ダクタイルなど種々の材質のものが採用で
きるが、半円形の覆工材片31をターンテーブル41の上に
搬入して乗せ、制御ケーブル、動力ケーブル、油圧配管
など主シールド掘削機１の主要推進機材90をかわすため
に、ターンテーブル41を半回転させ、次に、他の覆工材
片32を搬入し、ターンテーブル41上の覆工材片31と接合
し、このように一体化された覆工材30はターンテーブル
昇降ジャッキによって上方にリフトされ、かつ、回転さ
れてすでに組立られた覆工材30に螺合され、主シールド
掘削機１の掘削機本体２の下方に管体を形成する。

【００２５】推進ジャッキ63を縮めて第２の盛替部62を
下降させて前記組立てた覆工材30の管体の外周部をクラ
ンプリング65により締付ける。その作動後、推進ジャッ
キ61を縮めて第１の盛替部60を下降させ、同様にクラン
プリング65で締付ける。

【００２６】このようにして、第１の盛替部60と第２の
盛替部62の盛替え、および推進ジャッキ61と推進ジャッ
キ63を利用してストローク差を生じさせる方法で修正し
ながら、押出し装置100 によってシールド掘削機１およ
び覆工材30による管体を押出せば、シールド掘削機１は
エントランスパッキン装置70のシール部材を貫通し、シ
ールがなされ、さらに、シールド掘削機１は仮覆工部分
を破砕して地山中に繰り出す。

【００２７】そして、このシールド掘削機１により継続
掘削ができるように覆工材30の継ぎ足し工程を繰り返し
ながら地上側へ向かって推り上げる。

【００２８】以上が導管路としての立坑用管体４を構成
する工程であるが、次に、この立坑用管体４を利用する
本発明工法について説明する。なお、立坑用管体４の本
数は図１、図２のように２本、もしくは図３のように３
本程度が適当であるが、一本でもよい。

【００２９】先にシールド掘削機８について述べると、
図３〜図５に示すように既設の立坑用管体４が前後に貫
通するもので、この立坑用管体４の周囲を囲むようにし
たスキンプレート９の先端にカッターヘッド10を設ける
とともに、立坑用管体４の外周へのクランプ装置11を推
進ジャッキ12の一端に結合し、この推進ジャッキ12の他
端は前記カッターヘッド10の後部にピン結合する。

【００３０】前記クランプ装置11としては、一例として
前記図２に示した第１の盛替部60の第１のクランプ機構
や第２の盛替部62の第２のクランプ機構に使用したのと
同じような機構のものが採用し得る。すなわち、半円形
の分割片の組合わせによる円形のクランプリング13と、
このクランプリング13の分割片の相互の間隔を伸縮させ
る締付け機構からなり、この締付け機構にはジャッキ式
やネジ式などのものも考えられるが、くさび方式を採用
し、クランプリング13の外周を下方がすぼまるテーパー
面とし、これに見合う傾斜角のテーパー内周面を持つ受
盤14に該クランプリング13を嵌めてなるものとした。

【００３１】また、カッターヘッド10は駆動モータ14に
旋回用ギヤ15を介し偏芯板16を連結し、この偏芯板16の
先に回転掘削板17を設けたもので、この回転掘削板17の
背面に全断面掘削板18を配置した。

【００３２】図中19は姿勢制御用のバランスジャッキで
ある。

【００３３】クランプ装置11で立坑用管体４の外周をク
ランプし、推進ジャッキ12を伸長してシールド掘削機８
を掘進させる。この掘進は駆動モータ14の回転が偏芯板
16により偏芯回転として回転掘削板17に伝わり、これが
平面移動することで行われるが、掘削土砂の処理は例え
ば送水管と排土管を設けて泥水処理することが望まし
い。

【００３４】推進ジャッキ12のストローク分シールド掘
削機８を掘進させたならば、クランプ装置11を緩め、推
進ジャッキ12を縮小させてクランプ装置11をカッターヘ
ッド10に近づけるように引付け、再度クランプ装置11で
立坑用管体４の外周をクランプして同様に掘進させる。

【００３５】このようにして立坑用管体４をガイドとし
て下向きに掘進し、シールド掘削機８の後端上方に覆工
材であるセグメント20を順次組立ててこの既設立坑用管
体４の周囲を囲撓する立坑を構築する。このセグメント
20はシールド掘削機８の進行に応じて順次上方へ積み上
げて行けばよく、かかる上積みで沈設していくことがで
きる。

【００３６】また、既設立坑用管体４はこのセグメント
20の組み立てに応じて適宜解体していけばよい。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように本発明の大断面立坑の
築造工法は、既設立坑をガイドとして、この既設立坑よ
りも大きな断面の立坑を簡単でかつ安価に、しかも精度
よく施工できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の大断面立坑の築造工法の１実施例を示
す一部切り欠いた斜視図である。

【図２】導管路としての立坑の施工法の１例を示す一部
切り欠いた斜視図である。

【図３】本発明の大断面立坑の築造工法の１実施例を示
す縦断側面図である。

【図４】既設立坑をガイドとして掘下げに使用するシー
ルド掘削機の一部切り欠いた底面図である。

【図５】既設立坑をガイドとして掘下げに使用するシー
ルド掘削機の部分横断平面図である。

【図６】従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…シールド掘削機 ２…掘削機本体 ３…掘削ヘッド ４…立坑用管体 ５…外周カッター ６，７…自在カッ
ター ８…シールド掘削機 ９…スキンプレー
ト 10…カッターヘッド 11…クランプ装置 12…推進ジャッキ 13…クランプリン
グ 14…受盤 15…旋回用ギヤ 16…偏芯板 17…回転掘削板 18…全断面掘削板 19…バランスジャ
ッキ 20…セグメント 30…覆工材 31,32 …覆工材片 40…締結装置 41…ターンテーブ
ル 60…第１の盛替部 61…推進ジャッキ 62…第２の盛替部 63…推進ジャッキ 64…架台 65…クランプリン
グ 70…エントランスパッキン装置 80…一次覆工セグメント 90…主要推進機材 100 …押出し装置 110 …地下構造物 112 …水平シール
ド掘削機 114 …既設とう道 120 …立坑用シー
ルド掘削機 126 …円盤カッタ 131 …スライドカ
ッタ 152 …発進装置 154 …床盤 156 …推進ジャッキ 158 …ホールドジ
ャッキ 164 …エントランスシール装置 182 …セグメント

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設立坑用管体の外周へのクランプ装置
   を推進ジャッキに設けたシールド掘削機で該既設立坑用
   管体をガイドとして下向きに掘進し、該シールド掘削機
   後端上方にセグメントを順次組立ててこの既設立坑用管
   体の周囲を囲撓する立坑を構築することを特徴とした大
   断面立坑の築造工法。
2. 【請求項２】 既設とう道を構成する一次覆工セグメン
   トの坑内に仮覆工したエントランスパッキン装置を予め
   組込んでおき、既設とう道内で押出し装置によってこの
   覆工材およびシールド掘削機を押出し、前記仮覆工部分
   から地山中に繰り出し、以後、覆工材後端に新規の覆工
   材を継ぎ足す工程と、押出し装置による掘進工程を繰り
   返すことで既設とう道から立ち上がる立坑用管体を構築
   し、次いで、この既設立坑用管体の外周へのクランプ装
   置を推進ジャッキに設けたシールド掘削機で該既設立坑
   用管体をガイドとして下向きに掘進し、該シールド掘削
   機後端上方にセグメントを順次組立ててこの既設立坑用
   管体の周囲を囲撓する立坑を構築することを特徴とした
   大断面立坑の築造工法。