JP7061959B2 - Open shield machine - Google Patents
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Description
本発明は、オープンシールド工法に使用するオープンシールド機に関するものである。 The present invention relates to an open shield machine used in an open shield method.
周知のごとくオープンシールド工法は、開削工法(オープン工法)とシールド工法の長所を生かした合理性に富む工法であり、このオープンシールド工法では、シールド機を前方の機体の後端に後方の機体の前端が嵌入して、相互の嵌合部で屈曲可能としてカーブ施工を可能としたり、方向修正を行えるようにしたものがある。 As is well known, the open shield method is a highly rational method that makes the best use of the advantages of the open cutting method (open method) and the shield method. In this open shield method, the shield machine is placed at the rear end of the front machine and the rear machine. There are some that have the front end fitted so that they can be bent at each other's fitting parts to enable curve construction and to correct the direction.
その一例を説明すると、下記特許文献にもあるが、オープンシールド機1は、図11に示すように基本的には左右の側壁板1a,1bとこれら側壁板1a,1bと同程度の長さでその間を連結する底板1cとからなる前面、後面及び上面を開口したシールド機である。
該オープンシールド機1は図12に示すように機体を前後方向で複数に分割し、フロント部2としての前方の機体の後端にテール部3としての後方の機体の前端が嵌入して、相互の嵌合部で屈曲可能とした。
As shown in FIG. 12, the
フロント部2は主として掘削を行うもので、前端と上面を開放面としてあり、機体内で後部に後方へ向けて中折ジャッキ4を左右によせて、また上下複数段に配設している。
The
これに対してテール部3はコンクリート函体8の設置を行うもので、機体内で前部に後方へ向けてシールドジャッキ5を左右によせて、また上下複数段に配設している。図中6はフロント部2の前端に設けた可動分割刃口、7はテール部3の後端に設けた側方土留板、9はストラット、10はプレスバー(押角)である。
On the other hand, the
前記側方土留板7は図12に示すようにテール部3の後端に蝶番で可動に取り付くものであり、土砂の崩壊を防止する。
As shown in FIG. 12, the
このようなオープンシールド機1を使用するオープンシールド工法は、図13~図16に示すように、発進坑と到達坑との間で施工される。発進坑11内で前記オープンシールド機を組立て、発進坑11の前の地盤を地上に設置したショベル系の掘削機12で掘削し、該オープンシールド機1のシールドジャッキ5を伸長して発進坑11内の反力壁に反力をとってオープンシールド機1を前進させ、地下構造物を形成する第1番目のコンクリート函体8を上方から吊り降し、オープンシールド機1のテール部3内で縮めたシールドジャッキ5の後方にストラット9およびプレスバー10とともにセットする。
As shown in FIGS. 13 to 16, the open shield method using such an
また、発進坑11はシートパイル等の土留壁で構成し、オープンシールド機1を発進させるにはこの土留壁を一部鏡切りするが、必要に応じて薬液注入等で発進坑11の前方部分に地盤改良を施しておくこともある。
Further, the
次いで、同様に掘削機12でフロント部2の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土してオープンシールド機1を前進させ、前記第1番目のコンクリート函体8の前に第2番目のコンクリート函体8をテール部3内に吊り降す。以下、同様の掘進及びコンクリート函体8のセット工程を繰返して、順次コンクリート函体8を縦列に地中に埋設し、後方のコンクリート函体8上にダンプで埋戻しを施し、オープンシールド機1が到達坑13まで達したならばこれを分解、撤去して工事を完了する。図中15はグラウト機である。
Next, in the same manner, the
ところで、オープンシールド機の掘進はシールドジャッキ5を伸長することによりコンクリート函体に推進反力を得て前方へ進むが、オープンシールド機推進時の上下左右の挙動に対しては、使用するシールドジャッキ5の選択や使用ジャッキの伸長差により、推進時の挙動を制御する。
By the way, when digging an open shield machine, the
その際、中折ジャッキ4のうち、左右いずれかを多く伸長させればフロント部2はその反対側に向きを変え、その方向に曲がる。また、上下いずれかを多く伸長させればフロント部2はその反対側に向きを変え、上向きまたは下向きに曲がる。このようにしたカーブ施工または方向修正が可能である。
At that time, if one of the left and right sides of the
このようなカーブ施工または方向修正の場合、側方土留板7は可動して向きをオープンシールド機1の進行方向に合わせることができる。
In the case of such curve construction or direction correction, the
ところで、敷設函体高さが土被り高さより小さい場合、シールド機の高さに対してシールドジャッキの配置高さが低いため、オープンシールド機1推進時、シールド機底部からシールド機ジャッキ配置高さ付近までのシールド機シールド機側板と地山とのフリクションは切れるが、シールドジャッキより上方の側板と地山とのフリクションが切れ難く、オープンシールド機は上向きの挙動傾向となりやすい。また、土被りが大きくなると、オープンシールド機側方土留板内での函体上部の埋め戻し土の締め固めが不十分となる。 By the way, when the height of the laying box is smaller than the overburden height, the height of the shield jack is lower than the height of the shield machine. Shielding machine The friction between the shield machine side plate and the ground is cut, but the friction between the side plate above the shield jack and the ground is difficult to cut, and the open shield machine tends to behave upward. In addition, if the soil cover becomes large, the backfilling soil at the upper part of the box body in the open shield machine side retaining plate becomes insufficiently compacted.
本発明の目的はこのような従来例の不都合を解消し、土被りがある場合のオープンシールド機の掘進でも土被りから推進反力が取れ、オープンシールド機の上向き挙動傾向を解消し、かつ、土被り部(函体上部埋め戻し土)の締め固めが可能なオープンシールド機を提供することにある。 An object of the present invention is to eliminate such inconveniences of the conventional example, to remove the propulsive reaction force from the overburden even when digging an open shield machine when there is an overburden, to eliminate the upward behavior tendency of the open shield machine, and to eliminate the upward behavior tendency of the open shield machine. The purpose is to provide an open shield machine capable of compacting the overburden part (backfill soil at the top of the box).
前記目的を達成するため、請求項1記載の本発明は、オープンシールド機の前面または上面開口より前方の土砂を掘削・排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、シールド機のテール部内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体を上方から吊り降ろしてセットする工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシールド工法に使用されるオープンシールド機において、後端の上部に端部をピン結合によりヒンジ結合した内蔵ジャッキにより前後にスライド可能な土被埋戻し用スライドボックスを摺動可能な嵌合ボックスによるものとしてテール側方土留板間に設けたことを要旨とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention according to
請求項1記載の本発明によれば、ジャッキを伸長してスライドボックスを押し出せばこれが埋戻し土を締固め、かつ埋戻し土(土被り)から推進補助反力を取れる状態となる。 According to the first aspect of the present invention, if the jack is extended and the slide box is pushed out, the backfill soil is compacted and the propulsion auxiliary reaction force can be taken from the backfill soil (overburden).
この状態でシールドジャッキでオープンシールド機を推進させると同時に函体上部の土被り分の埋戻し土をスライドボックスを可動させることにより、シールド機の上向き傾向を解消することができる。 In this state, the upward tendency of the shield machine can be eliminated by propelling the open shield machine with the shield jack and at the same time moving the slide box to move the backfill soil for the overburden on the upper part of the box.
さらに、土被埋戻し用スライドボックスはこれを従来からあるテール側方土留板間に設けることができ、内蔵ジャッキを伸長して嵌合ボックスの一方を押し出すことにより、埋戻し土を締固め、かつ埋戻し土(土被り)から推進補助反力を取れる状態として、シールド機の上向き傾向を解消することができる。 Furthermore, the slide box for backfilling soil can be provided between the conventional tail side retaining plates, and the built-in jack is extended to push out one of the fitting boxes to compact the backfilled soil. In addition, the upward tendency of the shield machine can be eliminated by taking the propulsion auxiliary reaction force from the backfill soil (overburden).
請求項2記載の本発明は、テール側方土留板はヒンジで設け、テール側方土留板同士を落し板による固定板で結合してヒンジ止めとすることを要旨とするものである。
The gist of the present invention according to
請求項2記載の本発明によれば、テール側方土留板はこれをヒンジで設けることで、カーブ施工または方向修正の場合、側方土留板は可動して向きをオープンシールド機の進行方向に合わせることができるが、土被埋戻し用スライドボックスを設ける場合はシールド機本体とは固定することがないので、テール部側板と追従する。 According to the second aspect of the present invention, the tail side retaining plate is provided with a hinge, so that the side retaining plate can move in the traveling direction of the open shield machine in the case of curve construction or direction correction. It can be matched, but if a slide box for backfilling the soil is provided, it will not be fixed to the shield machine body, so it will follow the tail side plate.
請求項3記載の本発明は、土被埋戻し用スライドボックスはけん引ジャッキで固定板に固定することを要旨とするものである。
The gist of the present invention according to
請求項3記載の本発明によれば、土被埋戻し用スライドボックスがコンクリート函体から浮き上がった場合やシールド機本体に追従しない場合は、けん引ジャッキにより引き戻すことができる。 According to the third aspect of the present invention, when the slide box for backfilling soil is lifted from the concrete box or does not follow the shield machine main body, it can be pulled back by the towing jack.
請求項4記載の本発明は、土被埋戻し用スライドボックスは、テール側方土留板を形成する多段分割体であることを要旨とするものである。
The gist of the present invention according to
請求項4記載の本発明によれば、、土被埋戻し用スライドボックスは、テール側方土留板を改良してこれを多段分割体として形成するもので、従来のテール側方土留板の機能も発揮させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the slide box for backfilling soil is an improved tail side retaining plate to be formed as a multi-stage divided body, and is a function of the conventional tail side retaining plate. Can also be demonstrated.
また、多段分割体として形成することで、押し込んでも引き抜きやすいものとなり、さらに、必要に応じて可動させるものを選択でき、押し易い箇所のみ、作用させることが可能である。 Further, by forming it as a multi-stage divided body, it becomes easy to pull it out even if it is pushed in, and further, it is possible to select a movable one as needed, and it is possible to operate only the part that is easy to push.
請求項5記載の本発明は、土被埋戻し用スライドボックスは、前後に摺動可能な嵌合ボックスをホルダーに収め、内蔵ジャッキによりこのホルダーから突出するようにしたことを要旨とするものである。
The gist of the present invention according to
請求項5記載の本発明によれば、土被埋戻し用スライドボックスは、嵌合ボックスをホルダーに収め、内蔵ジャッキによりこのホルダーから突出させることで安定したスライドを行うことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the slide box for backfilling soil can be stably slid by storing the fitting box in a holder and projecting it from the holder by a built-in jack.
請求項6記載の本発明は、ホルダーはシールド機本体とヒンジ結合することを要旨とするものである。
The gist of the present invention according to
請求項6記載の本発明によれば、ホルダーはシールド機本体とヒンジ結合することにより土被埋戻し用スライドボックスはシールド機の曲がりに追随できるものとなる。 According to the sixth aspect of the present invention, the holder is hinged to the main body of the shield machine so that the slide box for backfilling the soil can follow the bending of the shield machine.
以上述べたように本発明のオープンシールド機は、土被りがある場合のオープンシールド機の掘進でも土被りから推進反力が取れ、オープンシールド機推進時の上向き挙動傾向を解消でき、土被り部(函体上部埋戻し土)の締め固めも可能となるものである。 As described above, the open shield machine of the present invention can take the propulsion reaction force from the overburden even when digging the open shield machine when there is an overburden, and can eliminate the upward behavior tendency when the open shield machine is propelled. It is also possible to compact (backfill soil at the top of the box).
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明のオープンシールド機の第1実施形態を示す要部の縦断側面図、図2は同上平面図でオープンシールド機のテール部のみを示したものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with respect to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional side view of a main part showing a first embodiment of the open shield machine of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the same as above, showing only the tail part of the open shield machine.
オープンシールド機1の概要については、前記図10に示すように機体を前後方向で複数に分割し、フロント部2としての前方の機体の後端にテール部3としての後方の機体の前端が嵌入して、相互の嵌合部で屈曲可能とした。
As for the outline of the
フロント部2は主として掘削を行うもので、前端と上面を開放面としてあり、機体内で後部に後方へ向けて中折ジャッキ4を左右によせて、また上下複数段に配設している。
The
これに対してテール部3はコンクリート函体8の設置を行うもので、機体内で前部に後方へ向けてシールドジャッキ5を左右によせて、また上下複数段に配設している。図中6はフロント部2の前端に設けた可動分割刃口、7はテール部3の後端に設けた側方土留板、9はストラット、10はプレスバー(押角)、30は可動分割刃口6のスライドジャッキである。
On the other hand, the
前記側方土留板7はテール部3の後端に蝶番で可動に取り付くものであり、土砂の崩壊を防止する。
The
このようなオープンシールド機1を用いて行うオープンシールド工法についても前記図13~図16で説明した通りである。
The open shield method performed by using such an
本発明は、テール側方土留板7はヒンジで設けるが、側方土留板7の内側に縦方向に固定板15の側端が嵌り込むチャンネル状の側方土留板落とし込みガイド14を形成し、この側方土留板落とし込みガイド14を介して側方土留板7間に落し板による固定板15を落とし込むことでヒンジ止めができるようにした。
In the present invention, the tail
また、テール側方土留板7間に、内蔵ジャッキ16により前後に摺動可能な嵌合ボックス17a(外ボックス)、17b(内ボックス)による土被埋戻し用スライドボックス18を設けた。
Further, a
嵌合ボックス17a(外ボックス)は固定的部材、嵌合ボックス17b(内ボックス)はこの嵌合ボックス17a(外ボックス)に入り込み、摺動して出ていくものであり、その前端板は押圧板19として形成する。
The
内蔵ジャッキ16はこれら嵌合ボックス17b(内ボックス)と嵌合ボックス17a(外ボックス)間に架け渡すもので、端部20、21はピン結合によりヒンジ結合とする。
The built-in
端部20はオープンシールド機1の前側方向の端部であり、内蔵ジャッキ16は水平方向に回転可能であり、端部21はオープンシールド機1の後方方向の端部であり、内蔵ジャッキ16は垂直方向に回転可能である。
The
さらに、土被埋戻し用スライドボックス18はけん引ジャッキ23でけん引部材により固定板15に固定する。
Further, the
図中22はコンクリート函体8の周囲に配設した裏込め注入材である。
In the figure, 22 is a backfilling material arranged around the
次に使用法について説明すると、前記オープンシールド工法を施工する場合で、後方のコンクリート函体8上にダンプで埋戻しを施すが、この埋戻し土を配設した後では、図3に示すように内蔵ジャッキ16を伸長して土被埋戻し用スライドボックス18の一方、嵌合ボックス17b(内ボックス)を押し出せば、押圧板19が埋戻し土の端を押圧し、締固める。
Next, the usage will be described. In the case of constructing the open shield method, backfilling is performed by a dump truck on the
なお、土被埋戻し用スライドボックス18の設置は、側方土留板7間に落し板による固定板15を落とし込むことで同時に行うことができる。
The
オープンシールド機1を推進させる場合に、埋戻し土(土被り)から推進補助反力を取れる状態となる。
When propelling the
オープンシールド機1を推進させた後では、図4に示すように内蔵ジャッキ16を縮小して土被埋戻し用スライドボックス18を縮めたものとし、埋戻し土の充填に備える。
After propelling the
また、オープンシールド機1の掘進に伴いオープンシールド機が上下動し、土被埋戻し用スライドボックス18がコンクリート函体8上から浮き上がろうとする、もしくは浮き上がってしまった場合には、けん引ジャッキ23を緩めることにより、土被埋戻し用スライドボックス18を下げることができるので、土被埋戻し用スライドボックス底部と函体頂版との間に隙間が生じず接した状態にでき、函体上部の埋め戻しを支障なくできる。
Further, when the open shield machine moves up and down with the excavation of the
図5~図10は本発明の第2実施形態を示すもので、土被埋戻し用スライドボックス18は、テール側方土留板7を形成する多段分割体である。
5 to 10 show the second embodiment of the present invention, and the soil
各土被埋戻し用スライドボックス18は、前後に摺動可能な嵌合ボックス25をホルダー26に収め、内蔵ジャッキ24によりこのホルダー26から突出するようにした。
Each soil
前記内蔵ジャッキ24は、そのロッド端がピン結合により嵌合ボックス25の先端内側にヒンジ結合し、シリンダー端部はホルダー26側にピン結合によりヒンジ結合している。
The rod end of the built-in
また、ホルダー26はシールド機本体部にヒンジ結合28で結合する壁体27を複数の部屋に仕切って形成した。
Further, the
なお、ホルダー26と嵌合ボックス25の組み合わせは個別に独立させた土被埋戻し用スライドボックス18として、個別にヒンジ結合28で結合するものとしてもよい。
The combination of the
次に使用法について説明すると、図5、図6は土被埋戻し用スライドボックス18の伸長前の縮小状態、図9、図10は伸長後の状態を示すもので、内蔵ジャッキ24を伸ばすと嵌合ボックス25はホルダー26から出ていく。
Next, to explain the usage, FIGS. 5 and 6 show the reduced state of the
主たる使用法は前記第1実施形態と同じであり、前記オープンシールド工法を施工する場合で、後方のコンクリート函体8上にダンプで埋戻しを施すが、この埋戻し土を配設した後では、内蔵ジャッキ24を伸長して土被埋戻し用スライドボックス18の嵌合ボックス25を押し出せば、埋戻し土を押圧し、締固めることができる。
The main usage is the same as that of the first embodiment, and in the case of constructing the open shield method, the backfill is performed by dumping on the
なお、この締固めは左右の土被埋戻し用スライドボックス18の部分であり前記第1実施形態のように全体で行うものではないが、オープンシールド機1を推進させる場合に、埋戻し土(土被り)から推進補助反力を取れる状態となる。
It should be noted that this compaction is a part of the left and
オープンシールド機1を推進させた後では、内蔵ジャッキ24を縮小して土被埋戻し用スライドボックス18を縮めたものとし、埋戻し土の充填に備える。
After propelling the
土被埋戻し用スライドボックス18はテール側方土留板7を形成する多段分割体であり、テール側方土留板7間に埋戻し土を充填することでオープンシールド機1の掘進に伴いオープンシールド機が上下動し、コンクリート函体8上から浮き上がろうとすることを防止できる。
The
また、多段分割体としたので、個別に押し出すことができ、必要に応じて、上下の押出し差でテール側方土留板7としての形状を変えることができる。
Further, since it is a multi-stage divided body, it can be extruded individually, and if necessary, the shape of the tail
さらに、内蔵ジャッキ24は前後がヒンジ結合しているので、ホルダー26に対する嵌合ボックス25のガタツキに対しても押出姿勢が対応できる。
Further, since the front and rear of the built-in
これに加えて、ホルダー26を設ける壁体27自体はシールド機1の本体部とピンによりヒンジ結合28で角度可変に結合するので、シールド機1の曲がり等に対応できる。
In addition to this, the
1…オープンシールド機
1a,1b…側壁板 1c…底板
2…フロント部 3…テール部
4…中折ジャッキ 5…シールドジャッキ
6…可動分割刃口 7…側方土留板
8…コンクリート函体 9…ストラット
10…プレスバー 11…発進坑
12…掘削機 13…到達坑
14…落とし込みガイド 15…固定板
16…内蔵ジャッキ 17a…嵌合ボックス(外ボックス)
17b…嵌合ボックス(内ボックス)
18…土被埋戻し用スライドボックス
19…押圧板 20、21…端部
22…裏込め注入材 23…けん引ジャッキ
24…内蔵ジャッキ 25…嵌合ボックス
26…ホルダー 27…壁体
28…ヒンジ結合
30…スライドジャッキ
1 ...
17b ... Fitting box (inner box)
18 ... Slide box for backfilling
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