JP3408723B2 - Excavation method of different diameter tunnel - Google Patents
Excavation method of different diameter tunnelInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、異径トンネルを掘
削するための掘削工法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、トンネルを掘削する際に、その途
中の部分だけを大きい口径で掘削する場合、その大口径
で掘削する部分の手前に立坑を構築するとともに、この
立坑までを小口径のシールド掘進機で掘削を行い、そし
てこの立坑内に、別の大口径用シールド掘進機を配置し
て、この立坑から大口径トンネルの掘削が行われてい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の掘削工法に
よると、立坑を構築する必要があり、施工コストが高く
つくとともに、工期が長くなるという問題があった。
【0004】そこで、本発明は、異径トンネル、すなわ
ち途中で口径が異なるトンネルを掘削する際に、施工コ
ストの低減化および工期の短縮を図り得る異径トンネル
の掘削工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】上記課題を解決するた
め、本発明の異径トンネルの掘削工法は、シールド本体
の前部に回転自在に設けられるとともに移動装置により
前後方向で移動自在に設けられたカッタヘッドと、出退
装置により上記シールド本体の外周部に前後方向で摺動
自在に設けられた環状のフード部材と、シールド本体の
前部に圧力室を形成する隔壁体に接続された裏込材の注
入管とを具備したシールド掘進機を使用して、異径トン
ネルを掘削する工法であって、上記シールド本体前部に
設けられたカッタヘッドにより、大口径のトンネルを掘
削した後、カッタヘッドを後方に退入させ、次に上記シ
ールド本体の外周部に設けられたフード部材を前方に突
出させた後、裏込材を圧力室から外部に注入し、次に小
口径のトンネルを掘削してきた他のシールド掘進機を上
記シールド掘進機のシールド本体から突出されたフード
部材内に位置させた後、この他のシールド掘進機におい
て、裏込材を圧力室から地山側に注入して地盤を改良
し、次に上記両シールド掘進機の外殻を形成する各スキ
ンプレートおよび上記フード部材を残して両シールド掘
進機を解体するとともに、他のシールド掘進機における
スキンプレートと上記フード部材または大口径側のシー
ルド掘進機におけるスキンプレートとの間に形成される
環状隙間を環状板体にて閉塞することにより、異径トン
ネルを掘削する方法である。
【0006】上記掘削工法によると、互いに口径の異な
るトンネル同士を接合する際に、大口径のトンネルを掘
削するシールド掘進機のシールド本体側に、環状のフー
ド部材を前後方向で出退自在に設けるとともに、小口径
のトンネルを掘削する他のシールド掘進機を、上記フー
ド部材内の大口径シールド掘進機の前面位置に移動させ
た後、両シールド本体のスキンプレートおよびフード部
材を残して、両シールド掘進機を解体することにより、
異径トンネルを容易かつ迅速に掘削することができる。
【0007】また、異径のトンネルを接合する際に、大
口径のトンネルを掘削した後で、そのシールド本体に対
してカッタヘッドを退入させることにより、小口径のシ
ールド掘進機を奥深く進入させることができ、したがっ
て両シールド掘進機同士を容易に非常に近い距離でもっ
て位置させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る異径トンネル掘削用のシールド掘進機による異径トン
ネルの掘削工法を、図1〜図6に基づき説明する。
【0009】まず、異径トンネルを掘削するためのシー
ルド掘進機を、図1および図2に基づき説明する。本実
施の形態における異径トンネル掘削用のシールド掘進機
は、大きい口径のトンネルを掘削するためのもので、こ
の大口径トンネルと、これより小さい小口径トンネルと
の接合を、容易かつ短時間で行い得るようにするもので
ある。なお、小口径および大口径を区別するための基準
口径については、特別に決められるものではなく、単
に、異なる口径のトンネルを区別するために、便宜上、
大口径と小口径との呼び方を用いただけである。
【0010】すなわち、図1および図2に示すように、
この大口径用のシールド掘進機1は、大口径のシールド
本体11と、このシールド本体11の前部に設けられた
圧力室12を形成するための隔壁体13に、筒状軸受体
14を介して回転自在にかつ前後方向で移動自在に支持
された大口径のカッタヘッド15と、上記シールド本体
11内に配置されて上記カッタヘッド15を回転させる
回転駆動装置(例えば、油圧モータなどで構成されたも
の)16と、同じくシールド本体11内に配置されて上
記カッタヘッド15を前後方向で移動させる移動用油圧
シリンダー(移動装置の一例)17と、上記シールド本
体11の外周部を構成するスキンプレート11aの外周
面にかつ前後方向で摺動自在に配置されて環状板材より
なるフード部材18と、シールド本体11内面に設けら
れて上記フード部材18を前後方向で出退させる出退用
油圧シリンダー(出退装置の一例)19とから構成され
ている。
【0011】なお、上記出退用油圧シリンダー19のロ
ッド部19aの先端がシールド本体11のスキンプレー
ト11aに形成された穴部11bを挿通されて上記フー
ド部材18側に連結されるとともにシリンダー本体部1
9bはスキンプレート11aの内側に支持されている。
また、上記カッタヘッド11の外周部には、コピーカッ
タ装置20が配置されている。
【0012】さらに、上記シールド本体11側の隔壁体
13の上部には、圧力室12内に泥水を供給するための
送泥管21が接続されるとともに、下部には、圧力室1
2内のスラリー状土砂を排出するための排泥管22が接
続されており、さらに裏込材注入管23が接続されてい
る。
【0013】次に、上記シールド掘進機により、異径ト
ンネルを掘削する工法を、図3〜図6に基づき説明す
る。本説明においては、上記シールド掘進機1により、
大口径のトンネルを掘削し、フード部材が設けられてい
ない通常のシールド掘進機(他のシールド掘進機)によ
り小口径のトンネルを掘削し、これら両トンネルを接合
して異径トンネルを掘削する場合について説明する。な
お、図3〜図5において、断面を示すハッチングは省略
する。
【0014】まず、図3に示すように、大口径シールド
掘進機1による掘削が終わった状態で、そのカッタヘッ
ド15に設けられたコピーカッタ装置20を引っ込め、
そして送泥管21および排泥管22を介して、圧力室1
2内に、高濃度泥水を供給する(この場合、排泥管22
から高濃度泥水が供給される)。
【0015】次に、図4に示すように、移動用油圧シリ
ンダー17により、カッタヘッド15をシールド本体1
1内に退入(矢印aにて示す)させた後、出退用油圧シ
リンダー19により、フード部材18を地山側に向かっ
て突出(矢印bにて示す)させ、そして裏込材注入管2
3から裏込材(図面の×印のハッチングにて示す)を圧
力室12内および前方の地山側に注入して地盤を固め
る。
【0016】次に、図5に示すように、反対側から掘進
してきた小口径のシールド掘進機2を、フード部材18
内の大口径シールド掘進機1側のカッタヘッド15の前
面位置にて停止させた後、小口径シールド掘進機2のシ
ールド本体3の前部に設けられたカッタヘッド4から、
すなわち裏込材注入管(図示せず)から裏込材を外部に
注入して、その周辺部(×印のハッチングにて示す)の
地盤をさらに固める。
【0017】そして、図6に示すように、両シールド掘
進機1,2の対向部分の周囲の地盤が固まると、各シー
ルド本体11,3のスキンプレート11a,3aおよび
フード部材18を残して、両シールド掘進機1,2を解
体するとともに、フード部材18(またはスキンプレー
ト11)とスキンプレート3a間の隙間を環状板体5に
より閉塞させることにより、互いに口径の異なる両トン
ネル6,7同士を接合することができる。すなわち、従
来のように、立坑を設けることなく、異径トンネルを容
易にかつ迅速に掘削することができる。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明の異径トンネルの掘
削工法によると、互いに口径の異なるトンネル同士を接
合する際に、大口径のトンネルを掘削するシールド掘進
機のシールド本体側に、環状のフード部材を前後方向で
出退自在に設けるとともに、小口径のトンネルを掘削す
る他のシールド掘進機を、上記フード部材内の大口径シ
ールド掘進機の前面位置に移動させた後、両シールド本
体のスキンプレートおよびフード部材を残して、両シー
ルド掘進機を解体することにより、従来のように立坑を
使用することなく、異径トンネルを容易かつ迅速に掘削
(構築)することができる。
【0019】また、異径のトンネルを接合する際に、大
口径のトンネルを掘削した後で、そのシールド本体に対
してカッタヘッドを退入させることにより、小口径のシ
ールド掘進機を奥深く進入させることができ、したがっ
て両シールド掘進機同士を非常に近い距離でもって位置
させ得るので、地山に注入する裏込材の量を最小限に抑
えることができ、さらにフード部材はカッタヘッドの退
入部分に突出されるため、その突出を容易に行うことが
できる。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention relates to drilling method for drilling a different diameter tunnel. 2. Description of the Related Art Conventionally, when a tunnel is excavated and only a part in the middle is excavated with a large diameter, a shaft is constructed in front of the part excavated with the large diameter, and the tunnel is excavated. Excavation was performed with a small-diameter shield machine, and another large-diameter shield machine was placed in the shaft, and a large-diameter tunnel was excavated from the shaft. [0003] According to the above-mentioned conventional excavation method, it is necessary to construct a shaft, and there is a problem that the construction cost is high and the construction period is long. [0004] Therefore, the present invention is to different diameter tunnel, i.e. the diameter in the middle excavating different tunnels, different diameter tunnel to obtain achieving reduction and shortening the construction period of the construction cost
The purpose of the present invention is to provide an excavation method. In order to solve the above-mentioned problems, a method of excavating a tunnel having a different diameter according to the present invention is provided at a front portion of a shield body so as to be rotatable and movable in a front-rear direction by a moving device. Connected to an annular hood member slidably provided in the front-rear direction on the outer peripheral portion of the shield main body by the retracting device, and a partition body forming a pressure chamber at a front portion of the shield main body. Using a shield machine equipped with a filled backing material injection pipe, and excavating a tunnel with a large diameter using a cutter head provided at the front of the shield body. After that, the cutter head is retracted rearward, and then the hood member provided on the outer peripheral portion of the shield main body is made to protrude forward, and then the backing material is injected from the pressure chamber to the outside, and then the small diameter of After the other shield machine that has excavated the tunnel is located in the hood member protruding from the shield body of the shield machine, the backing material is injected from the pressure chamber to the ground side in the other shield machine. To improve the ground, and then to form the outer shells of both shield machine
With leaving Plates and said hood member to dismantle both the shield machine, formed between the skin plate in <br/> skin plate and the hood member or large diameter side of the shield machine in the other shield machine This is a method of excavating a tunnel with a different diameter by closing the annular gap to be formed with an annular plate. According to the above-mentioned excavation method, when joining tunnels having different diameters, an annular hood member is provided on a shield body side of a shield machine for excavating a large-diameter tunnel so as to be able to move back and forth in the front-rear direction. At the same time, after moving another shield excavator for excavating a small-diameter tunnel to a position in front of the large-diameter shield excavator in the hood member, leaving both skin plates and the hood member of both shield bodies, By dismantling the excavator,
It is possible to excavate a different diameter tunnel easily and quickly. Further, when joining tunnels of different diameters, after excavating a large-diameter tunnel, the cutter head is retracted with respect to the shield main body, so that a small-diameter shield excavator can enter deeply. Can and therefore
The two shield excavators can be easily located at very close distances. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method of excavating a tunnel of a different diameter by a shield machine for excavating a tunnel of a different diameter according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, a shield machine for excavating a tunnel having a different diameter will be described with reference to FIGS. The shield machine for excavating a tunnel having a different diameter in the present embodiment is for excavating a tunnel having a large diameter, and this large diameter tunnel and a small diameter tunnel having a smaller diameter can be easily and quickly joined. To be able to do it. It should be noted that the reference diameter for distinguishing between the small diameter and the large diameter is not specially determined, but merely for convenience of distinguishing tunnels having different diameters.
Only the terms large diameter and small diameter are used. That is, as shown in FIGS. 1 and 2,
The shield drilling machine 1 for a large diameter has a cylindrical main body 14 interposed between a large-diameter shield main body 11 and a partition wall 13 for forming a pressure chamber 12 provided at a front portion of the shield main body 11. A large-diameter cutter head 15 supported rotatably and movably in the front-rear direction, and a rotation driving device (for example, a hydraulic motor or the like) arranged in the shield main body 11 to rotate the cutter head 15. 16), a moving hydraulic cylinder (an example of a moving device) 17 that is also arranged in the shield main body 11 and moves the cutter head 15 in the front-rear direction, and a skin plate that constitutes an outer peripheral portion of the shield main body 11 A hood member 18 formed of an annular plate and slidably disposed in the front-rear direction on the outer peripheral surface of the hood 11a, and the hood portion provided on the inner surface of the shield body 11 18 is composed of front and rear (an example of projecting and retracting device) Hydraulic cylinders for retraction out makes extending and retracting in the direction 19.. The distal end of the rod portion 19a of the hydraulic cylinder 19 is inserted into a hole 11b formed in the skin plate 11a of the shield main body 11 to be connected to the hood member 18 and to be connected to the cylinder main body. 1
9b is supported inside the skin plate 11a.
A copy cutter device 20 is arranged on the outer peripheral portion of the cutter head 11. Further, a mud feed pipe 21 for supplying muddy water into the pressure chamber 12 is connected to an upper portion of the partition body 13 on the shield main body 11 side, and a pressure chamber 1 is provided to a lower portion thereof.
A drain pipe 22 for discharging the slurry-like earth and sand in 2 is connected, and further, a backing material injection pipe 23 is connected. Next, a method of excavating a tunnel of a different diameter by the shield machine will be described with reference to FIGS. In this description, the shield machine 1
When excavating a large-diameter tunnel and excavating a small-diameter tunnel using a normal shield excavator (other shield excavator) without a hood member, and joining these two tunnels to excavate a different-diameter tunnel Will be described. In FIGS. 3 to 5, hatching indicating a cross section is omitted. First, as shown in FIG. 3, after the excavation by the large-diameter shield excavator 1 is completed, the copy cutter device 20 provided on the cutter head 15 is retracted.
Then, through the mud feeding pipe 21 and the drain pipe 22, the pressure chamber 1
2 to supply high-concentration mud (in this case, the drainage pipe 22
High mud is supplied from). Next, as shown in FIG. 4, the cutter head 15 is moved by the moving hydraulic cylinder 17 to the shield body 1.
1 (shown by an arrow a), the hood member 18 is made to protrude toward the ground side (shown by an arrow b) by an evacuation hydraulic cylinder 19, and the backing material injection pipe 2
From 3, a backing material (indicated by hatching with a cross in the drawing) is injected into the pressure chamber 12 and into the front ground side to solidify the ground. Next, as shown in FIG. 5, the shield excavator 2 excavated from the opposite side is connected to the hood member 18.
After stopping at the front position of the cutter head 15 on the side of the large-diameter shield excavator 1, the cutter head 4 provided at the front of the shield body 3 of the small-diameter shield excavator 2,
That is, the backing material is injected from the backing material injection pipe (not shown) to the outside to further solidify the ground at the peripheral portion (indicated by hatching with crosses). As shown in FIG. 6, when the ground around the opposing portions of the shield excavators 1 and 2 is solidified, the skin plates 11a and 3a of the shield bodies 11 and 3 and the hood member 18 are left. By dismantling the shield excavators 1 and 2 and closing the gap between the hood member 18 (or the skin plate 11) and the skin plate 3a with the annular plate 5, the two tunnels 6 and 7 having different diameters can be connected to each other. Can be joined. That is, unlike the related art, a tunnel with a different diameter can be easily and quickly excavated without providing a shaft. As described above, the excavation of the tunnel of the different diameter according to the present invention is carried out.
According to the shaving method, when joining tunnels having different diameters to each other, an annular hood member is provided on the shield body side of a shield machine for excavating a tunnel having a large diameter so as to be able to move back and forth in the front-rear direction, and a small diameter is provided. After moving the other shield excavator for excavating the tunnel to the front position of the large-diameter shield excavator in the hood member, disassembling both shield excavators while leaving the skin plate and the hood member of both shield bodies. By doing so, a different diameter tunnel can be easily (quickly) excavated (constructed) without using a shaft as in the related art. Further, when joining tunnels of different diameters, after excavating a large-diameter tunnel, the cutter head is retracted with respect to the shield body, so that a small-diameter shield excavator can enter deeply. Can and therefore
Position with a very close distance both shield machine between Te
Since capable of, Ki out to minimize the amount of Urakomi material to be injected into the natural ground, further hood member retraction of the cutter head
Because it is projected into the entry part, it can be easily projected
it can.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における大口径シールド掘
進機の全体断面図である。
【図2】図1のA−A矢視図である。
【図3】同実施の形態における異径トンネルの掘削作業
を説明する断面図である。
【図4】同実施の形態における異径トンネルの掘削作業
を説明する断面図である。
【図5】同実施の形態における異径トンネルの掘削作業
を説明する断面図である。
【図6】同実施の形態における異径トンネルの掘削作業
を説明する断面図である。
【符号の説明】
1 大口径シールド掘進機
2 小口径シールド掘進機
3 シールド本体
3a スキンプレート
4 カッタヘッド
5 環状板体
6,7 トンネル
11 シールド本体
11a スキンプレート
11b 穴部
12 圧力室
15 カッタヘッド
17 移動用油圧シリンダー
18 フード部材
19 出退用油圧シリンダー
21 泥水管
22 排泥管
23 裏込材注入管BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall sectional view of a large-diameter shield excavator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view as viewed in the direction of arrows AA in FIG. 1; FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an excavation work of the different diameter tunnel in the embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining an excavation operation of the different-diameter tunnel in the embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining an excavation operation of the different-diameter tunnel in the embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining an excavation work of the different diameter tunnel in the embodiment. [Description of Signs] 1 Large-diameter shield excavator 2 Small-diameter shield excavator 3 Shield body 3a Skin plate 4 Cutter head 5 Ring plate 6, 7 Tunnel 11 Shield body 11a Skin plate 11b Hole 12 Pressure chamber 15 Cutter head 17 Hydraulic cylinder for moving 18 Hood member 19 Hydraulic cylinder for going in and out 21 Mud pipe 22 Mud drain pipe 23 Backing material injection pipe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 雄次 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 中村 優一 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yuji Tanaka 3-28 Nishikujo 5-chome, Konohana-ku, Osaka-shi, Osaka No. Within Hitachi Zosen Corporation (72) Inventor Yuichi Nakamura 3-28 Nishikujo 5-chome, Konohana-ku, Osaka-shi, Osaka No. Within Hitachi Zosen Corporation
Claims (1)
るとともに移動装置により前後方向で移動自在に設けら
れたカッタヘッドと、出退装置により上記シールド本体
の外周部に前後方向で摺動自在に設けられた環状のフー
ド部材と、シールド本体の前部に圧力室を形成する隔壁
体に接続された裏込材の注入管とを具備したシールド掘
進機を使用して、異径トンネルを掘削する工法であっ
て、 上記シールド本体前部に設けられたカッタヘッドによ
り、大口径のトンネルを掘削した後、カッタヘッドを後
方に退入させ、 次に上記シールド本体の外周部に設けられたフード部材
を前方に突出させた後、裏込材を圧力室から外部に注入
し、 次に小口径のトンネルを掘削してきた他のシールド掘進
機を上記シールド掘進機のシールド本体から突出された
フード部材内に位置させた後、この他のシールド掘進機
において、裏込材を圧力室から地山側に注入して地盤を
改良し、 次に上記両シールド掘進機の外殻を形成する各スキンプ
レートおよび上記フード部材を残して両シールド掘進機
を解体するとともに、他のシールド掘進機におけるスキ
ンプレートと上記フード部材または大口径側のシールド
掘進機におけるスキンプレートとの間に形成される環状
隙間を環状板体にて閉塞することにより、異径トンネル
を掘削することを特徴とする異径トンネルの掘削工法。(57) [Claims 1] A cutter head rotatably provided at a front portion of a shield main body and movably provided in a front-rear direction by a moving device, and a cutter head provided by a retractable device. A shield excavator having an annular hood member provided slidably in the front-rear direction on the outer peripheral portion, and an injection pipe of a backing material connected to a partition wall forming a pressure chamber at a front portion of the shield body. A method for excavating a tunnel with a different diameter using a cutter head provided at the front of the shield body, after excavating a large-diameter tunnel, retracting the cutter head backward, After projecting the hood member provided on the outer periphery of the main body to the front, the backing material is injected from the pressure chamber to the outside, and then the other shield excavator that has excavated a small-diameter tunnel is the shield excavator. of After it positioned in the hood member protruded from Rudo body, outside in the other shield machine, soil improved by injecting the earth mountain a Urakomizai from the pressure chamber, then the both shield machine Each skin that forms a shell
Rate and with dismantling the two shield machine, leaving the hood member, formed between the skin plate in love <br/> down plate and the hood member or large diameter side of the shield machine in the other shield machine An excavation method for a tunnel with a different diameter, wherein the tunnel with a different diameter is excavated by closing an annular gap to be formed with an annular plate.
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JPH1136780A JPH1136780A (en) | 1999-02-09 |
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- 1997-07-24 JP JP19764597A patent/JP3408723B2/en not_active Expired - Fee Related
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