JP7101543B2 - Shield excavator and tunnel construction method - Google Patents

Description

本発明は、シールド掘進機、及びシールド掘進機を用いたトンネル構築方法に関する。 The present invention relates to a shield excavator and a tunnel construction method using the shield excavator.

自動車や鉄道用のトンネルでは、本線トンネルから分岐する分岐トンネルを非貫通状態で複数構築し、複数の非貫通トンネルを非常時用の駐車帯、避難帯及び機材置場として利用することがある。非貫通トンネルは、例えば、ＮＡＴＭ工法によって構築される。 In tunnels for automobiles and railways, a plurality of branch tunnels branching from the main tunnel may be constructed in a non-penetrating state, and the plurality of non-penetrating tunnels may be used as an emergency parking zone, an evacuation zone, and an equipment storage area. The non-penetrating tunnel is constructed by, for example, the NATM method.

ＮＡＴＭ工法では、発破工程、ズリ出し工程、一次コンクリート吹付工程、支保工建込工程及び二次コンクリート吹付工程を所定距離（例えば１～３ｍ）毎に繰返すことにより、トンネルを軸方向に構築していく。一次コンクリート吹付工程が完了するまでは、地山が露出しており地下水がトンネル内に流入するおそれがあるため、予め、地山に止水薬液を注入して地下水の流れを止める薬液注入工法や、地下水の水位を低下させる地下水低下工法等の補助工法が行われる。 In the NATM method, a tunnel is constructed in the axial direction by repeating the rupture process, the slip-out process, the primary concrete spraying process, the support construction building process, and the secondary concrete spraying process at predetermined distances (for example, 1 to 3 m). go. Until the primary concrete spraying process is completed, the ground is exposed and there is a risk that groundwater will flow into the tunnel. , Auxiliary construction methods such as the groundwater lowering construction method that lowers the groundwater level will be carried out.

地下水低下工法は、地山から地下水を抜いて地下水の水位を低下させるため、都市部で採用した場合には地表面が沈下するおそれがある。また、薬液注入工法では、地下水の流れが止まったかどうかの判断が難しい。そのため、掘削中に突発湧水が発生しトンネル崩落に繋がる懸念があり、対策工費の増加や工期の延長を招くおそれがある。 Since the groundwater lowering method lowers the groundwater level by draining the groundwater from the ground, there is a risk that the ground surface will subside when adopted in urban areas. In addition, it is difficult to judge whether the flow of groundwater has stopped by the chemical injection method. Therefore, there is a concern that sudden spring water may occur during excavation, leading to the collapse of the tunnel, which may lead to an increase in countermeasure construction costs and an extension of the construction period.

薬液注入工法や地下水低下工法等の補助工法を用いることなく都市部にトンネルを構築する方法としては、シールド掘進機を用いた方法が知られており、特許文献１には、非貫通トンネルを構築するためのシールド掘進機が開示されている。このシールド掘進機は、切羽後方の地山内壁面を支える筒状の外胴と、外胴の前端部内に設けられる隔壁と、隔壁の開口部を通過可能に形成されるカッターヘッドと、を備えている。ある非貫通トンネルの掘削が完了すると、カッターヘッドは隔壁の開口部を通過してトンネル後方に外胴から引き抜かれ、別の非貫通トンネルを掘削する際に再利用される。隔壁の開口部は、カッターヘッドの通過後、ゲートによって遮蔽される。 As a method of constructing a tunnel in an urban area without using an auxiliary method such as a chemical injection method or a groundwater lowering method, a method using a shield excavator is known, and Patent Document 1 constructs a non-penetrating tunnel. A shield digger for this is disclosed. This shield excavator is equipped with a cylindrical outer body that supports the inner wall surface of the ground behind the face, a partition wall provided inside the front end of the outer body, and a cutter head formed so as to be able to pass through the opening of the partition wall. There is. When the excavation of one non-penetrating tunnel is completed, the cutter head passes through the opening of the bulkhead and is pulled out from the outer barrel behind the tunnel and reused when excavating another non-penetrating tunnel. The opening of the bulkhead is shielded by the gate after passing through the cutter head.

特開２０１６－１９９９１２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-199912

特許文献１に開示されるシールド掘進機では、カッターヘッドを外胴から引き抜いた後に、切羽と隔壁の間に空間が形成される。そのため、この空間内で切羽が崩落し周辺地盤の変状が発生する懸念がある。このような理由から、切羽を崩落させることなく非貫通トンネルをシールド掘進機により構築し、トンネル工事の安全性を高めることが求められている。 In the shield excavator disclosed in Patent Document 1, a space is formed between the face and the partition wall after the cutter head is pulled out from the outer body. Therefore, there is a concern that the face will collapse in this space and the surrounding ground will be deformed. For this reason, it is required to construct a non-penetrating tunnel with a shield excavator without collapsing the face to improve the safety of tunnel construction.

本発明は、トンネル工事の安全性を高めることを目的とする。 An object of the present invention is to enhance the safety of tunnel construction.

本発明は、シールド掘進機であって、内部に開口を有する外胴部と、開口を通じて外胴部内に収容可能に形成され、切羽を掘削する掘削部と、開口を遮蔽すると共に外胴部内に収容された掘削部を切羽側から覆う遮蔽部と、開口と切羽との間にコンクリート材料を供給するコンクリート材料供給部と、を備え、掘削部が切羽から開口を通じて外胴部内に収容された状態で遮蔽部が開口を遮蔽すると共に掘削部を切羽側から覆い、遮蔽部が開口を遮蔽した状態でコンクリート材料供給部が開口と切羽との間にコンクリート材料を供給する。
また、本発明は、シールド掘進機であって、内部に開口を有する外胴部と、開口を通じて外胴部内に収容可能に形成され、切羽を掘削する掘削部と、開口を遮蔽する遮蔽部と、開口と切羽との間にコンクリート材料を供給するコンクリート材料供給部と、開口と切羽との間に充填材を供給する充填材供給部と、開口と切羽との間の泥土を排出する泥土排出部と、を備え、掘削部が切羽から開口を通じて外胴部内に収容された状態で遮蔽部が開口を遮蔽し、遮蔽部が開口を遮蔽した状態でコンクリート材料供給部が開口と切羽との間にコンクリート材料を供給し、開口が開放された状態で充填材供給部が開口と切羽との間に充填材を供給すると共に泥土排出部が開口と切羽との間の泥土を排出する。 The present invention is a shield excavator, which has an outer body portion having an opening inside, an excavation part formed so as to be accommodated in the outer body portion through the opening, and excavating a face, and a shield excavating part that shields the opening and is inside the outer body portion. A state in which the excavated part is housed in the outer body through the opening from the face, including a shielding part that covers the housed excavated part from the face side and a concrete material supply part that supplies concrete material between the openings and the face. The shielding portion shields the opening and covers the excavated portion from the face side , and the concrete material supply portion supplies the concrete material between the opening and the face in a state where the shielding portion shields the opening.
Further, the present invention is a shield excavator, which has an outer body portion having an opening inside, an excavation portion formed so as to be accommodated in the outer body portion through the opening, and a shielding portion for excavating a face, and a shielding portion for shielding the opening. , A concrete material supply section that supplies concrete material between the opening and the face, a filler supply section that supplies the filler between the opening and the face, and a mud discharge section that discharges the mud between the opening and the face. The concrete material supply part has an opening and a face, and the shielding part shields the opening while the excavated part is housed in the outer body through the opening from the face, and the concrete material supply part shields the opening. A concrete material is supplied between the openings, and the filler supply unit supplies the filler between the opening and the face with the opening open, and the mud discharge unit discharges the mud between the opening and the face.

また、本発明は、シールド掘進機であって、内部に開口を有する外胴部と、開口を通じて外胴部内に収容可能に形成され、切羽を掘削する掘削部と、開口を遮蔽する遮蔽部と、開口と切羽との間に充填材を供給する充填材供給部と、開口と切羽との間の泥土を排出する泥土排出部と、を備え、開口が開放された状態で充填材供給部が開口と切羽との間に充填材を供給すると共に泥土排出部が開口と切羽との間の泥土を排出し、掘削部が切羽から開口を通じて外胴部内に収容された状態で遮蔽部が開口を遮蔽する。 Further, the present invention is a shield excavator, which includes an outer body portion having an opening inside, an excavation portion formed so as to be accommodated in the outer body portion through the opening, and a shield portion for excavating a face, and a shielding portion for shielding the opening. A filler supply unit that supplies a filler between the opening and the face and a mud discharge unit that discharges the mud between the opening and the face are provided, and the filler supply unit is provided with the opening open. A filler is supplied between the opening and the face, the mud discharge part discharges the mud between the opening and the face, and the shield part opens the opening while the excavated part is housed in the outer body through the opening from the face. Shield.

また、本発明は、開口を有する外胴部と、開口を通じて外胴部内に収容可能に形成される掘削部と、開口を遮蔽すると共に外胴部内に収容された掘削部を切羽側から覆う遮蔽部と、を備えるシールド掘進機を用いたトンネル構築方法であって、掘削部を用いて切羽を掘削してシールド掘進機を掘進させる掘進工程と、掘削部を切羽から開口を通じて外胴部内に収容する収容工程と、遮蔽部を用いて開口を遮蔽する共に掘削部を切羽側から覆う遮蔽工程と、開口と切羽との間にコンクリート材料を供給するコンクリート材料供給工程と、を備える。 Further, the present invention shields the outer body portion having an opening, the excavation part formed so as to be accommodated in the outer body portion through the opening, and the excavation part accommodated in the outer body portion from the face side. It is a tunnel construction method using a shield excavator equipped with a part, a digging process in which a face is excavated using an excavation part to dig a shield excavator, and the excavation part is housed in the outer body through an opening from the face. It is provided with a storage step of shielding the opening by using a shielding portion and a shielding step of covering the excavated portion from the face side , and a concrete material supply step of supplying a concrete material between the opening and the face.

また、本発明は、外胴部に進退可能に装着されて切羽を掘削する掘削部を用いたトンネル構築方法であって、掘削部を第１外胴部に装着すると共に第１外胴部の内部に設けられた開口から切羽側に進出させ、第１分岐トンネルを掘進する第１掘進工程と、掘削部を切羽から第１外胴部の開口を通じて第１外胴部内に収容する収容工程と、第１外胴部の開口を遮蔽する遮蔽工程と、開口と切羽との間にコンクリート材料を供給するコンクリート材料供給工程と、掘削部を第１外胴部から取り外して第２外胴部に装着すると共に第２外胴部の内部に設けられた開口から切羽側に進出させ、第２分岐トンネルを掘進する第２掘進工程と、を備える。
また、本発明は、開口を有する外胴部と、開口を通じて外胴部内に収容可能に形成される掘削部と、開口を遮蔽する遮蔽部と、を備えるシールド掘進機を用いたトンネル構築方法であって、掘削部を用いて切羽を掘削してシールド掘進機を掘進させる掘進工程と、掘削部を切羽から開口を通じて外胴部内に収容する収容工程と、遮蔽部を用いて開口を遮蔽する遮蔽工程と、開口と切羽との間にコンクリート材料を供給するコンクリート材料供給工程と、を備え、収容工程において、開口と切羽との間に充填材を供給すると共に、開口と切羽の間の泥土を排出する。 Further, the present invention is a tunnel construction method using an excavation portion that is attached to the outer body portion so as to be able to advance and retreat to excavate a face, and the excavation portion is attached to the first outer body portion and the first outer body portion. The first excavation process of advancing to the face side from the opening provided inside and excavating the first branch tunnel, and the accommodating process of accommodating the excavated part from the face through the opening of the first outer body part in the first outer body part. , A shielding process that shields the opening of the first outer body, a concrete material supply process that supplies concrete material between the opening and the face, and a removal of the excavated part from the first outer body to the second outer body. It is provided with a second excavation step of advancing to the face side from an opening provided inside the second outer body portion and excavating a second branch tunnel.
Further, the present invention is a tunnel construction method using a shield excavator including an outer body portion having an opening, an excavation portion formed so as to be accommodated in the outer body portion through the opening, and a shielding portion for shielding the opening. There is a digging process in which the face is excavated using the excavation part to dig a shield excavator, a storage process in which the excavated part is housed in the outer body through the opening from the face, and a shield that shields the opening using the shielding part. It is equipped with a process and a concrete material supply process for supplying concrete material between the opening and the face, and in the accommodating process, a filler is supplied between the opening and the face and mud between the opening and the face is removed. Discharge.

本発明によれば、トンネル工事の安全性を高めることができる。 According to the present invention, the safety of tunnel construction can be enhanced.

本発明の実施形態に係るシールド掘進機により構築されるトンネルを鉛直上方から見た断面図であり、第１分岐トンネルを構築している状態を示す。It is sectional drawing seen from the vertical upper side of the tunnel constructed by the shield excavator which concerns on embodiment of this invention, and shows the state which the 1st branch tunnel is constructed. 本発明の実施形態に係るシールド掘進機により構築されるトンネルを鉛直上方から見た断面図であり、第２分岐トンネルを構築している状態を示す。It is sectional drawing seen from the vertical upper side of the tunnel constructed by the shield excavator which concerns on embodiment of this invention, and shows the state which the 2nd branch tunnel is constructed. 本発明の実施形態に係るシールド掘進機の断面図であり、分岐トンネルを掘進している状態を示す。It is sectional drawing of the shield excavator which concerns on embodiment of this invention, and shows the state of excavating a branch tunnel. チャンバに充填材を充填している状態を示す。The state where the chamber is filled with the filler is shown. カッターを外胴部内に収容した状態を示す。The state where the cutter is housed in the outer body is shown. 開口をシャッターにより遮蔽した状態を示す。The state where the opening is shielded by the shutter is shown. 切羽と開口との間にコンクリート材料を供給した状態を示す。It shows the state where the concrete material is supplied between the face and the opening. 外胴部からカッターを引き抜いた状態を示す。The state where the cutter is pulled out from the outer body is shown. 外胴部の内周面に覆工コンクリートを打設した状態を示す。The state where the lining concrete is placed on the inner peripheral surface of the outer body is shown.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るシールド掘進機１００、及びシールド掘進機１００を用いてトンネルを構築するトンネル構築方法について説明する。ここでは、自動車や鉄道用のトンネルを構築するためのシールド掘進機１００及びトンネル構築方向について、説明する。 Hereinafter, a tunnel construction method for constructing a tunnel using the shield excavator 100 and the shield excavator 100 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the shield excavator 100 for constructing a tunnel for automobiles and railways and the tunnel construction direction will be described.

自動車や鉄道用のトンネルＴでは、図２に示すように、地下空洞としての本線トンネルＴａから分岐する分岐トンネルＴｂが非貫通状態で構築されることがある。このような非貫通状態の分岐トンネルＴｂは、例えば本線トンネルＴａにおいて所定の間隔で複数構築され、非常時用の駐車帯、避難帯及び機材置場として利用される。シールド掘進機１００は、分岐トンネルＴｂの構築に用いられる。 In the tunnel T for automobiles and railways, as shown in FIG. 2, a branch tunnel Tb branching from the main tunnel Ta as an underground cavity may be constructed in a non-penetrating state. A plurality of such non-penetrating branch tunnels Tb are constructed at predetermined intervals in, for example, the main tunnel Ta, and are used as an emergency parking zone, an evacuation zone, and an equipment storage area. The shield excavator 100 is used for constructing the branch tunnel Tb.

まず、分岐トンネルＴｂを構築する手順について、図１及び図２を参照して簡単に説明する。ここでは、分岐トンネルＴｂとしての第１及び第２分岐トンネルＴｂ１、Ｔｂ２をこの順に構築する場合について説明する。図１は、第１分岐トンネルＴｂ１を構築している状態を示しており、図２は、第１分岐トンネルＴｂ１の構築が完了し第２分岐トンネルＴｂ２を構築している状態を示している。 First, the procedure for constructing the branch tunnel Tb will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, a case where the first and second branch tunnels Tb1 and Tb2 as the branch tunnel Tb are constructed in this order will be described. FIG. 1 shows a state in which the first branch tunnel Tb1 is constructed, and FIG. 2 shows a state in which the construction of the first branch tunnel Tb1 is completed and the second branch tunnel Tb2 is constructed.

図１及び図２に示すように、シールド掘進機１００は、切羽Ｓの後方の地山内壁面を支える外胴部１０と、外胴部１０と切羽Ｓとの間に設けられて切羽Ｓを掘削する掘削部としてのカッター２０と、を備えている。図１に示すように、シールド掘進機１００が第１分岐トンネルＴｂ１を掘進する際には、カッター２０は外胴部１０に装着されており、外胴部１０とカッター２０は一体となって前進する。外胴部１０の前進に併せて、セグメントリング９０が組み立てられる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the shield excavator 100 is provided between the outer body portion 10 that supports the inner wall surface of the ground behind the face S and the outer body portion 10 and the face S to excavate the face S. It is provided with a cutter 20 as an excavation part. As shown in FIG. 1, when the shield excavator 100 excavates the first branch tunnel Tb1, the cutter 20 is attached to the outer body portion 10, and the outer body portion 10 and the cutter 20 move forward as one. do. The segment ring 90 is assembled as the outer body portion 10 advances.

第１分岐トンネルＴｂ１を所望長さ（例えば２０ｍ）掘進したところで、第１分岐トンネルＴｂ１の掘進を終了する。次に、外胴部１０からカッター２０を取り外し、不図示の装置や重機を用いて外胴部１０からカッター２０を引き抜く。外胴部１０を第１分岐トンネルＴｂ１内に残した状態で外胴部１０の内周面とセグメントリング９０の内周面に覆工コンクリートを打設することにより（図２）、第１分岐トンネルＴｂ１の構築が完了する。 When the first branch tunnel Tb1 is dug for a desired length (for example, 20 m), the excavation of the first branch tunnel Tb1 is completed. Next, the cutter 20 is removed from the outer body portion 10, and the cutter 20 is pulled out from the outer body portion 10 using a device (not shown) or a heavy machine. By placing lining concrete on the inner peripheral surface of the outer body portion 10 and the inner peripheral surface of the segment ring 90 with the outer body portion 10 left in the first branch tunnel Tb1 (FIG. 2), the first branch is formed. Construction of tunnel Tb1 is completed.

なお、セグメントリング９０の内周面に覆工コンクリートを打設することなく第１分岐トンネルＴｂ１の構築を完了してもよい。つまり、外胴部１０の内周面にだけ覆工コンクリートが打設されセグメントリング９０の内周面が露出した状態であってもよい。 The construction of the first branch tunnel Tb1 may be completed without placing lining concrete on the inner peripheral surface of the segment ring 90. That is, the lining concrete may be cast only on the inner peripheral surface of the outer body portion 10 to expose the inner peripheral surface of the segment ring 90.

第２分岐トンネルＴｂ２を掘進する際には、別に用意した外胴部１０に、第１分岐トンネルＴｂ１の掘進に用いたカッター２０を装着する。その後、第１分岐トンネルＴｂ１を構築した手順と同様の手順により、第２分岐トンネルＴｂ２を構築する。 When digging the second branch tunnel Tb2, the cutter 20 used for digging the first branch tunnel Tb1 is attached to the outer body portion 10 prepared separately. After that, the second branch tunnel Tb2 is constructed by the same procedure as the procedure for constructing the first branch tunnel Tb1.

以上の手順によれば、１つのカッター２０で第１及び第２分岐トンネルＴｂ１，Ｔｂ２を掘進することができる。そのため、トンネルＴの構築費用を削減することができる。 According to the above procedure, one cutter 20 can excavate the first and second branch tunnels Tb1 and Tb2. Therefore, the construction cost of the tunnel T can be reduced.

ところで、切羽Ｓは崩落するおそれがあり、切羽Ｓが露出すると危険である。外胴部１０にカッター２０が装着されている状態では、シールド掘進機１００によって切羽Ｓが覆われているため安全であるが、覆工コンクリートを打設する際には、カッター２０が外胴部１０から引き抜かれるためシールド掘進機１００によって切羽Ｓを覆うことができない。そのため、トンネル工事の安全性を高めるためには、外胴部１０からカッター２０を引き抜く前に、切羽Ｓを安定させることが望ましい。 By the way, the face S may collapse, and it is dangerous if the face S is exposed. When the cutter 20 is attached to the outer body 10, it is safe because the face S is covered by the shield excavator 100, but when placing the lining concrete, the cutter 20 is used for the outer body. Since it is pulled out from 10, the face S cannot be covered by the shield excavator 100. Therefore, in order to enhance the safety of tunnel construction, it is desirable to stabilize the face S before pulling out the cutter 20 from the outer body portion 10.

本実施形態に係るシールド掘進機１００及びトンネル構築方法は、外胴部１０にカッター２０を装着した状態で切羽Ｓにコンクリート材料を打設するように構成されている。そのため、外胴部１０からカッター２０が引き抜かれた状態においても切羽Ｓが安定する。したがって、切羽Ｓの崩落を防ぐことができ、トンネル工事の安全性を高めることができる。 The shield excavator 100 and the tunnel construction method according to the present embodiment are configured to cast a concrete material on the face S with the cutter 20 attached to the outer body portion 10. Therefore, the face S is stable even when the cutter 20 is pulled out from the outer body portion 10. Therefore, it is possible to prevent the face S from collapsing and enhance the safety of tunnel construction.

以下、シールド掘進機１００の構成及びトンネル構築方法について、図３から図９を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, the configuration of the shield excavator 100 and the tunnel construction method will be specifically described with reference to FIGS. 3 to 9.

図３に示すように、シールド掘進機１００の外胴部１０は、円筒状のスキンプレート１１と、スキンプレート１１の内周面から突出する隔壁１２と、を有する。隔壁１２は環状に形成され、隔壁１２によって外胴部１０の内部に開口１３が形成されている。開口１３は、２辺が水平方向に延在し他の２辺が鉛直方向に延在する略矩形に形成される。 As shown in FIG. 3, the outer body portion 10 of the shield excavator 100 has a cylindrical skin plate 11 and a partition wall 12 protruding from the inner peripheral surface of the skin plate 11. The partition wall 12 is formed in an annular shape, and the partition wall 12 forms an opening 13 inside the outer body portion 10. The opening 13 is formed in a substantially rectangular shape in which two sides extend in the horizontal direction and the other two sides extend in the vertical direction.

スキンプレート１１の内側には、カッター２０を回転駆動させる駆動部３０が設けられる。駆動部３０は、回転シャフト３１を介してカッター２０を回転可能に支持する支持ドラム３２と、支持ドラム３２に固定されたモータ３３と、を有する。モータ３３は、減速機構３４を介して回転シャフト３１と連結されており、モータ３３の回転は、減速機構３４を介して回転シャフト３１に伝達される。 Inside the skin plate 11, a drive unit 30 for rotationally driving the cutter 20 is provided. The drive unit 30 includes a support drum 32 that rotatably supports the cutter 20 via a rotary shaft 31, and a motor 33 fixed to the support drum 32. The motor 33 is connected to the rotary shaft 31 via the reduction mechanism 34, and the rotation of the motor 33 is transmitted to the rotary shaft 31 via the reduction mechanism 34.

カッター２０は、回転シャフト３１から径方向に延在するカッタースポーク２１と、カッタースポーク２１の先端から径方向に突出可能に設けられるオーバーカッター２２と、を有する。カッタースポーク２１及びオーバーカッター２２には不図示のビットが取り付けられており、カッター２０の回転によって切羽Ｓが掘削される。 The cutter 20 has a cutter spoke 21 extending radially from the rotary shaft 31 and an overcutter 22 provided so as to project radially from the tip of the cutter spoke 21. A bit (not shown) is attached to the cutter spoke 21 and the overcutter 22, and the face S is excavated by the rotation of the cutter 20.

駆動部３０の支持ドラム３２は、ガイド部材４０を介してスキンプレート１１に軸方向に移動可能に支持されている。ガイド部材４０は、支持ドラム３２を、カッター２０による切羽Ｓの掘削を可能にする掘削位置と、カッター２０をスキンプレート１１内に収容する収容位置（図５参照）と、に案内可能である。 The support drum 32 of the drive unit 30 is supported by the skin plate 11 so as to be movable in the axial direction via the guide member 40. The guide member 40 can guide the support drum 32 to an excavation position that enables excavation of the face S by the cutter 20 and an accommodation position (see FIG. 5) that accommodates the cutter 20 in the skin plate 11.

切羽Ｓを掘削する際には、図３に示すように、支持ドラム３２は掘削位置に保持される。このとき、支持ドラム３２は、外胴部１０の開口１３を閉塞し、隔壁１２と共に切羽Ｓとの間にチャンバＣを形成する。切羽Ｓの掘削により生じた泥土は、チャンバＣに取り込まれ、一時的に蓄えられる。チャンバＣに蓄えられた泥土は、支持ドラム３２に形成された排出口３２ａから泥土排出部としてのスクリュコンベア５０を用いて排出される。 When excavating the face S, the support drum 32 is held at the excavation position as shown in FIG. At this time, the support drum 32 closes the opening 13 of the outer body portion 10 and forms the chamber C together with the partition wall 12 with the face S. The mud generated by the excavation of the face S is taken into the chamber C and temporarily stored. The mud stored in the chamber C is discharged from the discharge port 32a formed in the support drum 32 by using the screw conveyor 50 as the mud discharge portion.

排出口３２ａは、回転シャフト３１よりも鉛直下方に形成されている。したがって、チャンバＣに蓄積された泥土をスクリュコンベア５０を用いて容易に排出することができる。 The discharge port 32a is formed vertically below the rotary shaft 31. Therefore, the mud accumulated in the chamber C can be easily discharged by using the screw conveyor 50.

また、切羽Ｓを掘削する際には、オーバーカッター２２がカッタースポーク２１から突出する。この状態では、カッター２０の長さはスキンプレート１１の外径と略等しくなる。したがって、スキンプレート１１の外径と略等しい内径で分岐トンネルＴｂを掘進することができる。 Further, when excavating the face S, the overcutter 22 protrudes from the cutter spokes 21. In this state, the length of the cutter 20 is substantially equal to the outer diameter of the skin plate 11. Therefore, the branch tunnel Tb can be dug with an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the skin plate 11.

支持ドラム３２を掘削位置から収容位置に移動させる際には、図５に示すように、オーバーカッター２２はカッタースポーク２１内に引き入れられる。この状態では、カッター２０の長さは、外胴部１０の開口１３の内径（具体的には、略矩形状の開口１３の対角線長さ）よりも小さく、カッター２０は開口１３を通過可能である。したがって、支持ドラム３２が掘削位置から収容位置に移動すると、カッター２０は、切羽Ｓから開口１３を通じて外胴部１０内に収容される。 When moving the support drum 32 from the excavation position to the accommodation position, the overcutter 22 is pulled into the cutter spokes 21 as shown in FIG. In this state, the length of the cutter 20 is smaller than the inner diameter of the opening 13 of the outer body portion 10 (specifically, the diagonal length of the substantially rectangular opening 13), and the cutter 20 can pass through the opening 13. be. Therefore, when the support drum 32 moves from the excavation position to the accommodation position, the cutter 20 is accommodated in the outer body portion 10 from the face S through the opening 13.

シールド掘進機１００は、外胴部１０の開口１３を遮蔽する遮蔽部としてのシャッター６０を更に備える。シャッター６０は、開口１３を遮蔽していない状態では、スキンプレート１１とガイド部材４０との間に設けられる収容部６１に収容されている。シャッター６０は、隔壁１２に固定されるシャッターゲート６２を通じて収容部６１から引き出されると、開口１３の周縁に沿って隔壁１２に固定されるシャッター案内溝６３により、開口１３を遮蔽するように案内される。 The shield excavator 100 further includes a shutter 60 as a shielding portion that shields the opening 13 of the outer body portion 10. The shutter 60 is housed in a housing portion 61 provided between the skin plate 11 and the guide member 40 in a state where the opening 13 is not shielded. When the shutter 60 is pulled out from the accommodating portion 61 through the shutter gate 62 fixed to the partition wall 12, the shutter guide groove 63 fixed to the partition wall 12 along the peripheral edge of the opening 13 guides the shutter 60 to shield the opening 13. To.

シャッターゲート６２及びシャッター案内溝６３は、ガイド部材４０によって開閉される。具体的には、ガイド部材４０は、スキンプレート１１の内周に取り外し可能に装着される第１ガイド筒４１と、第１ガイド筒４１の内周に摺動可能に設けられる第２ガイド筒４２と、を有し、第２ガイド筒４２によって、シャッターゲート６２及びシャッター案内溝６３が開閉される。 The shutter gate 62 and the shutter guide groove 63 are opened and closed by the guide member 40. Specifically, the guide member 40 has a first guide cylinder 41 removably mounted on the inner circumference of the skin plate 11 and a second guide cylinder 42 slidably provided on the inner circumference of the first guide cylinder 41. The shutter gate 62 and the shutter guide groove 63 are opened and closed by the second guide cylinder 42.

第１ガイド筒４１は、内周が隔壁１２の開口１３と略同じ形状に形成され、開口１３から軸方向に延びる空間を画定する。シャッターゲート６２及びシャッター案内溝６３は、第１ガイド筒４１の端部と隔壁１２との間に設けられる。 The inner circumference of the first guide cylinder 41 is formed to have substantially the same shape as the opening 13 of the partition wall 12, and defines a space extending axially from the opening 13. The shutter gate 62 and the shutter guide groove 63 are provided between the end portion of the first guide cylinder 41 and the partition wall 12.

第２ガイド筒４２は、外周が第１ガイド筒４１の内周と略同じ形状、すなわち隔壁１２の開口１３と略同じ形状に形成される。そのため、第２ガイド筒４２は、図３に示すように、シャッターゲート６２及びシャッター案内溝６３を跨いで開口１３に進入可能であり、開口１３に進入することによって、シャッターゲート６２及びシャッター案内溝６３を閉塞する。図６に示すように、第２ガイド筒４２の全体が第１ガイド筒４１内に移動することによって、シャッターゲート６２及びシャッター案内溝６３が開放される。これにより、シャッター６０による開口１３の遮蔽が可能になる。シャッター６０は展開時・平面視で略矩形である。そのため、略矩形に形成されている開口１３を好適に遮蔽することができる。また、開口１３は、シャッター６０により遮蔽することが可能であれば、矩形である必要はなく、円形等であってもよい。 The outer circumference of the second guide cylinder 42 is formed to have substantially the same shape as the inner circumference of the first guide cylinder 41, that is, to have substantially the same shape as the opening 13 of the partition wall 12. Therefore, as shown in FIG. 3, the second guide cylinder 42 can enter the opening 13 across the shutter gate 62 and the shutter guide groove 63, and by entering the opening 13, the shutter gate 62 and the shutter guide groove 63 can enter. Block 63. As shown in FIG. 6, the shutter gate 62 and the shutter guide groove 63 are opened by moving the entire second guide cylinder 42 into the first guide cylinder 41. This makes it possible for the shutter 60 to shield the opening 13. The shutter 60 is substantially rectangular when unfolded and viewed in a plan view. Therefore, the opening 13 formed in a substantially rectangular shape can be suitably shielded. Further, the opening 13 does not have to be rectangular as long as it can be shielded by the shutter 60, and may be circular or the like.

駆動部３０の支持ドラム３２は、外周が第２ガイド筒４２の内周と略同じ形状に形成されており、第２ガイド筒４２の内周を摺動する。したがって、支持ドラム３２が収容位置に移動した状態では、チャンバＣは、図５に示すように、隔壁１２、第２ガイド筒４２及び支持ドラム３２によって画定される。そして、図６に示すように、シャッター６０が開口１３を遮蔽した状態では、チャンバＣは、切羽Ｓとシャッター６０との間に位置する第１チャンバＣ１と、支持ドラム３２とシャッター６０との間に位置する第２チャンバＣ２と、に区画される。 The outer circumference of the support drum 32 of the drive unit 30 is formed to have substantially the same shape as the inner circumference of the second guide cylinder 42, and slides on the inner circumference of the second guide cylinder 42. Therefore, when the support drum 32 is moved to the accommodation position, the chamber C is defined by the partition wall 12, the second guide cylinder 42, and the support drum 32, as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 6, when the shutter 60 shields the opening 13, the chamber C is located between the first chamber C1 located between the face S and the shutter 60, and between the support drum 32 and the shutter 60. It is partitioned into a second chamber C2 located in.

シールド掘進機１００は、切羽Ｓと開口１３との間に充填材を供給する充填材供給部としての充填材ポンプ７０と、切羽Ｓと開口１３との間にコンクリート材料を供給するコンクリート材料供給部としてのコンクリートポンプ８０と、を備える。 The shield excavator 100 includes a filler pump 70 as a filler supply unit that supplies a filler between the face S and the opening 13, and a concrete material supply unit that supplies concrete material between the face S and the opening 13. The concrete pump 80 and the like are provided.

充填材ポンプ７０は、充填材導管７１を通じて、隔壁１２における開口１３よりも鉛直上方に形成される充填材孔７２に接続されている。充填材は、充填材ポンプ７０によって、充填材孔７２から切羽Ｓと開口１３との間に供給される。充填材は可塑性充填材が好ましい。可塑性充填材は、高い粘性（例えば、３００ｄＰａ・ｓ以上）を有する流動性のある材料であり、例えば、ベントナイトを主成分として水ガラス溶液を混合させた可塑性充填材を用いることができる。なお、充填材として、高分子凝集剤の水溶液やベントナイト水溶液などの粘性のある溶液を用いることも可能である。 The filler pump 70 is connected to the filler hole 72 formed vertically above the opening 13 in the partition wall 12 through the filler conduit 71. The filler is supplied from the filler hole 72 between the face S and the opening 13 by the filler pump 70. The filler is preferably a plastic filler. The plastic filler is a fluid material having a high viscosity (for example, 300 dPa · s or more), and for example, a plastic filler mixed with a water glass solution containing bentonite as a main component can be used. It is also possible to use a viscous solution such as an aqueous solution of a polymer flocculant or an aqueous solution of bentonite as the filler.

コンクリートポンプ８０は、コンクリート導管８１を通じて、隔壁１２における開口１３よりも鉛直下方に形成されるコンクリート孔８２に接続されている。コンクリート材料は、コンクリートポンプ８０によって、コンクリート孔８２から切羽Ｓと開口１３との間に供給される。コンクリート材料は、例えば、水中不分離性コンクリートや高流動コンクリートであり、コンクリート材料には、モルタル等を含む。 The concrete pump 80 is connected to the concrete hole 82 formed vertically below the opening 13 in the partition wall 12 through the concrete conduit 81. The concrete material is supplied from the concrete hole 82 between the face S and the opening 13 by the concrete pump 80. The concrete material is, for example, underwater inseparable concrete or high-fluidity concrete, and the concrete material includes mortar and the like.

次に、シールド掘進機１００を用いて分岐トンネルＴｂを構築する方法について、図３から図９を参照して説明する。 Next, a method of constructing the branch tunnel Tb using the shield excavator 100 will be described with reference to FIGS. 3 to 9.

まず、図３に示すように、スキンプレート１１にガイド部材４０を取り付け、カッター２０を駆動部３０及びガイド部材４０を介して外胴部１０に装着する。次に、カッター２０を用いて切羽Ｓを掘削し、シールド掘進機１００を掘進させる。このとき、支持ドラム３２を掘削位置に保持し、チャンバＣを形成する。切羽Ｓの掘削により生じる泥土は、チャンバＣに蓄えられると共に、チャンバＣからスクリュコンベア５０により排出される。 First, as shown in FIG. 3, the guide member 40 is attached to the skin plate 11, and the cutter 20 is attached to the outer body portion 10 via the drive portion 30 and the guide member 40. Next, the face S is excavated using the cutter 20, and the shield excavator 100 is excavated. At this time, the support drum 32 is held at the excavation position to form the chamber C. The mud generated by excavating the face S is stored in the chamber C and discharged from the chamber C by the screw conveyor 50.

分岐トンネルＴｂの掘進は、いわゆる推進工法により行われる。推進工法の詳細は省略する。なお、本実施形態のシールド掘進機１００は、いわゆるシールド工法に用いられるものであってもよく、分岐トンネルＴｂの掘進は、シールド工法により行われてもよい。ここで、シールド工法では、シールド掘進機１００内でセグメントリング９０を組み立て、シールド掘進機１００内の油圧ジャッキ（図示省略）によって、セグメントリング９０から反力を得てシールド掘進機１００を前進させる。推進工法では、本線トンネルＴａ（図１又は図２参照）内でセグメントリング９０を組み立て、本線トンネルＴａ内に設置した油圧ジャッキ（図示省略）によりセグメントリング９０を押すことによりシールド掘進機１００を前進させる。 The excavation of the branch tunnel Tb is carried out by the so-called propulsion method. Details of the propulsion method will be omitted. The shield excavator 100 of the present embodiment may be used in the so-called shield method, and the branch tunnel Tb may be excavated by the shield method. Here, in the shield method, the segment ring 90 is assembled in the shield excavator 100, and the shield excavator 100 is advanced by obtaining a reaction force from the segment ring 90 by the hydraulic jack (not shown) in the shield excavator 100. In the propulsion method, the segment ring 90 is assembled in the main tunnel Ta (see FIG. 1 or 2), and the shield excavator 100 is advanced by pushing the segment ring 90 with a hydraulic jack (not shown) installed in the main tunnel Ta. Let me.

分岐トンネルＴｂを所望長さ（例えば２０ｍ）掘進したところで、カッター２０による切羽Ｓの掘削を停止する。その後、図４に示すように、充填材ポンプ７０を用いて充填材をチャンバＣに供給すると共に、チャンバＣ内の泥土を、スクリュコンベア５０を用いて排出する。これにより、チャンバＣ内の泥土が充填材に置き換えられる。したがって、チャンバＣ内の圧力が低下するのを防止することができ、切羽Ｓを安定させることができる。 When the branch tunnel Tb is dug for a desired length (for example, 20 m), the excavation of the face S by the cutter 20 is stopped. Then, as shown in FIG. 4, the filler pump 70 is used to supply the filler to the chamber C, and the mud in the chamber C is discharged using the screw conveyor 50. As a result, the mud in the chamber C is replaced with the filler. Therefore, it is possible to prevent the pressure in the chamber C from dropping, and the face S can be stabilized.

チャンバＣに充填される充填材は、泥土よりもの比重の小さいことが好ましい。これにより、充填材は泥土よりも上方に溜まり、泥土を下方に集めることができる。排出口３２ａが回転シャフト３１よりも鉛直下方に形成されているため、充填材の供給により下方に集められた泥土をスクリュコンベア５０を用いて排出することができる。 The filler filled in the chamber C preferably has a lower specific density than that of mud. This allows the filler to collect above the mud and collect the mud below. Since the discharge port 32a is formed vertically below the rotary shaft 31, the mud collected downward by the supply of the filler can be discharged using the screw conveyor 50.

次に、図５に示すように、支持ドラム３２を第２ガイド筒４２に対して移動させ、カッター２０を切羽Ｓから外胴部１０の開口１３を通じて外胴部１０内に収容する。このとき、オーバーカッター２２をカッタースポーク２１内に引き入れておく。これにより、カッター２０の長さは、外胴部１０の開口１３の内径よりも小さくなる。したがって、カッター２０を、外胴部１０内に容易に収容することができる。 Next, as shown in FIG. 5, the support drum 32 is moved with respect to the second guide cylinder 42, and the cutter 20 is housed in the outer body portion 10 from the face S through the opening 13 of the outer body portion 10. At this time, the overcutter 22 is pulled into the cutter spokes 21. As a result, the length of the cutter 20 becomes smaller than the inner diameter of the opening 13 of the outer body portion 10. Therefore, the cutter 20 can be easily accommodated in the outer body portion 10.

支持ドラム３２が移動しチャンバＣが拡大する間は、充填材の供給を継続する。これにより、切羽Ｓに作用する圧力が低下するのを防止することができ、切羽Ｓを安定させることができる。 While the support drum 32 moves and the chamber C expands, the filler supply continues. As a result, it is possible to prevent the pressure acting on the face S from decreasing, and the face S can be stabilized.

また、カッター２０を収容する際には、第２ガイド筒４２により、シャッターゲート６２及びシャッター案内溝６３が閉塞されている。したがって、充填材がシャッターゲート６２及びシャッター案内溝６３を通じて漏出するのを防止することができる。 Further, when accommodating the cutter 20, the shutter gate 62 and the shutter guide groove 63 are closed by the second guide cylinder 42. Therefore, it is possible to prevent the filler from leaking through the shutter gate 62 and the shutter guide groove 63.

次に、図６に示すように、第２ガイド筒４２を第１ガイド筒４１に対して移動させ、シャッターゲート６２及びシャッター案内溝６３を開放する。次に、シャッター６０を用いて開口１３を遮蔽する。これにより、チャンバＣが第１チャンバＣ１と第２チャンバＣ２とに区画される。 Next, as shown in FIG. 6, the second guide cylinder 42 is moved with respect to the first guide cylinder 41 to open the shutter gate 62 and the shutter guide groove 63. Next, the shutter 60 is used to shield the opening 13. As a result, the chamber C is divided into the first chamber C1 and the second chamber C2.

次に、図７に示すように、コンクリートポンプ８０を用いてコンクリート材料をコンクリート孔８２から第１チャンバＣ１に供給すると共に、第１チャンバＣ１内の充填材を、充填材孔７２を通じて排出する。これにより、第１チャンバＣ１の充填材がコンクリート材料に置き換えられる。したがって第１チャンバＣ１内の圧力が低下するのを防止することができ、切羽Ｓを安定させることができる。 Next, as shown in FIG. 7, the concrete material is supplied from the concrete hole 82 to the first chamber C1 by using the concrete pump 80, and the filler in the first chamber C1 is discharged through the filler hole 72. As a result, the filler in the first chamber C1 is replaced with the concrete material. Therefore, it is possible to prevent the pressure in the first chamber C1 from dropping, and the face S can be stabilized.

充填材はコンクリート材料より比重が小さいことが好ましい。これにより、供給されたコンクリート材料が充填材よりも下方に溜まり、充填材を上方に集めることができる。充填材孔７２は、隔壁１２における開口１３よりも上方に形成されているため、コンクリート材料の供給により上方に集められた充填材を充填材孔７２から排出することができる。したがって、第１チャンバＣ１の充填材をコンクリート材料に容易に置き換えることができる。 The filler preferably has a lower specific density than the concrete material. As a result, the supplied concrete material accumulates below the filler, and the filler can be collected above. Since the filler hole 72 is formed above the opening 13 in the partition wall 12, the filler collected upward by the supply of the concrete material can be discharged from the filler hole 72. Therefore, the filler of the first chamber C1 can be easily replaced with the concrete material.

コンクリート材料を供給する際には、第２チャンバＣ２には充填材が充填されている。そのため、シャッター６０は、第１チャンバＣ１内のコンクリート材料から圧力を受けるだけでなく、第２チャンバＣ２内の充填材から圧力を受ける。したがって、シャッター６０を第２チャンバＣ２内の充填材により支えることができ、シャッター６０の強度を高めることなくシャッター６０の変形を防止することができる。これにより、シャッター６０に強度の小さい安価な部材を用いることができ、シールド掘進機１００の製造コストを削減することができる。 When supplying the concrete material, the second chamber C2 is filled with a filler. Therefore, the shutter 60 not only receives pressure from the concrete material in the first chamber C1, but also receives pressure from the filler in the second chamber C2. Therefore, the shutter 60 can be supported by the filler in the second chamber C2, and the deformation of the shutter 60 can be prevented without increasing the strength of the shutter 60. As a result, an inexpensive member having low strength can be used for the shutter 60, and the manufacturing cost of the shield excavator 100 can be reduced.

コンクリート材料が固まったところで、スクリュコンベア５０を用いて第２チャンバＣ２内の充填材を排出する。その後、第１ガイド筒４１をスキンプレート１１から取り外し、不図示の装置や重機を用いて、図８に示すように、ガイド部材４０、駆動部３０及びカッター２０を外胴部１０から引き抜き回収する。このとき、切羽Ｓは、コンクリート材料により固められ、安定している。したがって、外胴部１０からカッター２０が引き抜かれた状態においても切羽Ｓの崩落を防ぐことができる。 When the concrete material has hardened, the filler in the second chamber C2 is discharged using the screw conveyor 50. After that, the first guide cylinder 41 is removed from the skin plate 11, and the guide member 40, the drive unit 30, and the cutter 20 are pulled out from the outer body portion 10 and collected by using a device (not shown) or a heavy machine, as shown in FIG. .. At this time, the face S is hardened by the concrete material and is stable. Therefore, it is possible to prevent the face S from collapsing even when the cutter 20 is pulled out from the outer body portion 10.

ガイド部材４０、駆動部３０及びカッター２０を外胴部１０から引き抜く際に、充填材導管７１及びコンクリート導管８１を隔壁１２から取り外しておいてもよい。 When the guide member 40, the drive unit 30, and the cutter 20 are pulled out from the outer body portion 10, the filler conduit 71 and the concrete conduit 81 may be removed from the partition wall 12.

次に、図９に示すように、スキンプレート１１の内周面とセグメントリング９０の内周面とシャッター６０とに覆工コンクリートを打設する。このとき、切羽Ｓがコンクリート材料により既に固められて安定しているため、切羽Ｓの崩落を防ぐことができる。したがって、安全に覆工コンクリートを打設することができる。覆工コンクリートは不図示の型枠を使用して打設をする。 Next, as shown in FIG. 9, lining concrete is placed on the inner peripheral surface of the skin plate 11, the inner peripheral surface of the segment ring 90, and the shutter 60. At this time, since the face S is already hardened and stable by the concrete material, it is possible to prevent the face S from collapsing. Therefore, the lining concrete can be safely placed. The lining concrete is placed using a formwork (not shown).

以上により、分岐トンネルＴｂの構築が完了する。 This completes the construction of the branch tunnel Tb.

別の分岐トンネルＴｂを構築する際には、新たに外胴部１０を用意し、新たな外胴部１０のスキンプレート１１にガイド部材４０を取り付け、カッター２０を駆動部３０及びガイド部材４０を介して外胴部１０に装着する。以下、同様の手順により、別の分岐トンネルＴｂを構築することができる。 When constructing another branch tunnel Tb, a new outer body portion 10 is prepared, a guide member 40 is attached to the skin plate 11 of the new outer body portion 10, a cutter 20 is used as a drive unit 30, and a guide member 40 is attached. It is attached to the outer body portion 10 via. Hereinafter, another branch tunnel Tb can be constructed by the same procedure.

新たな外胴部１０に取り付けられるガイド部材４０、駆動部３０及びカッター２０は、構築済みの分岐トンネルＴｂの掘進に使用され回収されたものである。そのため、１つのカッター２０、駆動部３０及びガイド部材４０を用いて複数の分岐トンネルＴｂを掘進することができる。したがって、トンネルＴの構築費用を削減することができる。 The guide member 40, the drive unit 30, and the cutter 20 attached to the new outer body portion 10 are used and recovered for excavation of the constructed branch tunnel Tb. Therefore, a plurality of branch tunnels Tb can be dug using one cutter 20, the drive unit 30, and the guide member 40. Therefore, the construction cost of the tunnel T can be reduced.

以上により、複数の分岐トンネルＴｂの構築が完了する。 As a result, the construction of the plurality of branch tunnels Tb is completed.

以上の本実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。 According to the above embodiment, the following actions and effects are exhibited.

シールド掘進機１００及びトンネル構築方法では、カッター２０が切羽Ｓから開口１３を通じて外胴部１０内に収容された状態で開口１３が遮蔽され、開口１３が遮蔽された状態で開口１３と切羽Ｓとの間にコンクリート材料が供給される。そのため、外胴部１０にカッター２０を装着した状態で切羽Ｓがコンクリート材料により固められ、切羽Ｓが安定する。したがって、外胴部１０からカッター２０が引き抜かれた状態においても切羽Ｓの崩落を防ぐことができ、トンネル工事の安全性を高めることができる。 In the shield excavator 100 and the tunnel construction method, the opening 13 is shielded while the cutter 20 is housed in the outer body portion 10 from the face S through the opening 13, and the opening 13 and the face S are shielded. Concrete material is supplied during. Therefore, the face S is hardened by the concrete material with the cutter 20 attached to the outer body portion 10, and the face S is stabilized. Therefore, even when the cutter 20 is pulled out from the outer body portion 10, the face S can be prevented from collapsing, and the safety of tunnel construction can be enhanced.

また、開口１３が開放された状態で、開口１３と切羽Ｓとの間に充填材が供給されると共に開口１３と切羽Ｓとの間の泥土が排出される。そのため、開口１３と切羽Ｓとの間の泥土が充填材に置き換えられる。したがって、切羽Ｓに作用する圧力を維持することができ、切羽Ｓを安定させることができる。 Further, with the opening 13 open, a filler is supplied between the opening 13 and the face S, and mud between the opening 13 and the face S is discharged. Therefore, the mud between the opening 13 and the face S is replaced with the filler. Therefore, the pressure acting on the face S can be maintained, and the face S can be stabilized.

また、カッター２０を外胴部１０から取り外して別の外胴部１０に装着し、別の分岐トンネルＴｂを掘進する。そのため、カッター２０を転用して複数の分岐トンネルＴｂを構築することができ、トンネルＴの構築費用を削減することができる。 Further, the cutter 20 is removed from the outer body portion 10 and attached to another outer body portion 10, and another branch tunnel Tb is dug. Therefore, the cutter 20 can be diverted to construct a plurality of branch tunnels Tb, and the construction cost of the tunnel T can be reduced.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments show only a part of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above-described embodiments. do not have.

シールド掘進機１００では、切羽Ｓと開口１３との間の泥土を充填材に置き換え、その後、切羽Ｓと開口１３との間の充填材をコンクリート材料に置き換えている。この形態に限られず、切羽Ｓと開口１３との間に充填材を供給することなくコンクリート材料を供給してもよい。 In the shield excavator 100, the mud between the face S and the opening 13 is replaced with a filler, and then the filler between the face S and the opening 13 is replaced with a concrete material. Not limited to this form, a concrete material may be supplied without supplying a filler between the face S and the opening 13.

また、コンクリート材料に代えて、充填材を切羽Ｓと開口１３との間に供給した状態でカッター２０を外胴部１０から引き抜いてもよい。この場合には、切羽Ｓが充填材の圧力により支えられ、切羽Ｓが安定する。したがって、外胴部１０からカッター２０が引き抜かれた状態においても切羽Ｓの崩落を防ぐことができ、トンネル工事の安全性を高めることができる。 Further, instead of the concrete material, the cutter 20 may be pulled out from the outer body portion 10 in a state where the filler is supplied between the face S and the opening 13. In this case, the face S is supported by the pressure of the filler, and the face S is stabilized. Therefore, even when the cutter 20 is pulled out from the outer body portion 10, the face S can be prevented from collapsing, and the safety of tunnel construction can be enhanced.

また、シールド掘進機１００では、分岐トンネルＴｂを掘進する際にも充填材ポンプ７０が充填材導管７１を通じて隔壁１２の充填材孔７２に接続されているが、充填材ポンプ７０を、充填材を供給する際に隔壁１２の充填材孔７２に接続してもよい。同様に、コンクリートポンプ８０を、コンクリート材料を供給する際に隔壁１２のコンクリート孔８２に接続してもよい。 Further, in the shield excavator 100, the filler pump 70 is connected to the filler hole 72 of the partition wall 12 through the filler conduit 71 even when excavating the branch tunnel Tb. It may be connected to the filler hole 72 of the partition wall 12 at the time of supply. Similarly, the concrete pump 80 may be connected to the concrete hole 82 of the partition wall 12 when supplying the concrete material.

また、シールド掘進機１００では、充填材は、充填材導管７１を通じて供給されると共に排出されるが、充填材を供給するための導管と排出するための導管とを別々に設けてもよい。 Further, in the shield excavator 100, the filler is supplied and discharged through the filler conduit 71, but a conduit for supplying the filler and a conduit for discharging the filler may be provided separately.

また、ガイド部材４０は、カッター２０及び駆動部３０と共に外胴部１０から引き抜かれなくてもよい。すなわち、カッター２０を外胴部１０から引き抜いて回収する際に、ガイド部材４０を外胴部１０に残しておいてもよい。 Further, the guide member 40 does not have to be pulled out from the outer body portion 10 together with the cutter 20 and the drive portion 30. That is, when the cutter 20 is pulled out from the outer body portion 10 and collected, the guide member 40 may be left in the outer body portion 10.

１００・・・シールド掘進機
１０・・・外胴部
１３・・・開口
２０・・・カッター（掘削部）
５０・・・スクリュコンベア（泥土排出部）
６０・・・シャッター（遮蔽部）
７０・・・充填材ポンプ（充填材供給部）
８０・・・コンクリートポンプ（コンクリート材料供給部）
Ｔ・・・トンネル
Ｔａ・・・本線トンネル（地下空洞）
Ｔｂ・・・分岐トンネル
Ｔｂ１・・・第１分岐トンネル
Ｔｂ２・・・第２分岐トンネル
Ｓ・・・切羽 100 ... Shield excavator 10 ... Outer body 13 ... Opening 20 ... Cutter (excavation)
50 ... Screw conveyor (mud discharge part)
60 ... Shutter (shielding part)
70 ... Filler pump (filler supply unit)
80 ... Concrete pump (concrete material supply section)
T ... Tunnel Ta ... Main line tunnel (underground cavity)
Tb ... Branch tunnel Tb1 ... 1st branch tunnel Tb2 ... 2nd branch tunnel S ... Face

Claims (8)

シールド掘進機であって、
内部に開口を有する外胴部と、
前記開口を通じて前記外胴部内に収容可能に形成され、切羽を掘削する掘削部と、
前記開口を遮蔽すると共に前記外胴部内に収容された前記掘削部を前記切羽側から覆う遮蔽部と、
前記開口と前記切羽との間にコンクリート材料を供給するコンクリート材料供給部と、を備え、
前記掘削部が前記切羽から前記開口を通じて前記外胴部内に収容された状態で前記遮蔽部が前記開口を遮蔽すると共に前記掘削部を前記切羽側から覆い、前記遮蔽部が前記開口を遮蔽した状態で前記コンクリート材料供給部が前記開口と前記切羽との間にコンクリート材料を供給する
シールド掘進機。 It ’s a shield digger,
An outer body with an opening inside,
An excavation section that is formed so as to be accommodated in the outer body portion through the opening and excavates the face.
A shielding portion that shields the opening and covers the excavated portion housed in the outer body portion from the face side.
A concrete material supply unit for supplying concrete material between the opening and the face is provided.
A state in which the excavated portion is housed in the outer body portion from the face through the opening, the shielding portion shields the opening, the excavated portion is covered from the face side, and the shielding portion shields the opening. A shield excavator in which the concrete material supply unit supplies concrete material between the opening and the face. シールド掘進機であって、
内部に開口を有する外胴部と、
前記開口を通じて前記外胴部内に収容可能に形成され、切羽を掘削する掘削部と、
前記開口を遮蔽する遮蔽部と、
前記開口と前記切羽との間にコンクリート材料を供給するコンクリート材料供給部と、
前記開口と前記切羽との間に充填材を供給する充填材供給部と、
前記開口と前記切羽との間の泥土を排出する泥土排出部と、を備え、
前記掘削部が前記切羽から前記開口を通じて前記外胴部内に収容された状態で前記遮蔽部が前記開口を遮蔽し、前記遮蔽部が前記開口を遮蔽した状態で前記コンクリート材料供給部が前記開口と前記切羽との間にコンクリート材料を供給し、
前記開口が開放された状態で前記充填材供給部が前記開口と前記切羽との間に充填材を供給すると共に前記泥土排出部が前記開口と前記切羽との間の泥土を排出する、
シールド掘進機。 It ’s a shield digger,
An outer body with an opening inside,
An excavation section that is formed so as to be accommodated in the outer body portion through the opening and excavates the face.
A shielding portion that shields the opening and
A concrete material supply unit that supplies concrete material between the opening and the face,
A filler supply unit that supplies a filler between the opening and the face,
A mud discharge section for discharging mud between the opening and the face is provided.
The shield portion shields the opening in a state where the excavated portion is housed in the outer body portion through the opening from the face, and the concrete material supply portion serves as the opening in a state where the shielding portion shields the opening. Supply concrete material between the face and
With the opening open, the filler supply unit supplies the filler between the opening and the face, and the mud discharge unit discharges the mud between the opening and the face.
Shield digger. シールド掘進機であって、
内部に開口を有する外胴部と、
前記開口を通じて前記外胴部内に収容可能に形成され、切羽を掘削する掘削部と、
前記開口を遮蔽する遮蔽部と、
前記開口と前記切羽との間に充填材を供給する充填材供給部と、
前記開口と前記切羽との間の泥土を排出する泥土排出部と、を備え、
前記開口が開放された状態で前記充填材供給部が前記開口と前記切羽との間に充填材を供給すると共に前記泥土排出部が前記開口と前記切羽との間の泥土を排出し、前記掘削部が前記切羽から前記開口を通じて前記外胴部内に収容された状態で前記遮蔽部が前記開口を遮蔽する
シールド掘進機。 It ’s a shield digger,
An outer body with an opening inside,
An excavation section that is formed so as to be accommodated in the outer body portion through the opening and excavates the face.
A shielding portion that shields the opening and
A filler supply unit that supplies a filler between the opening and the face,
A mud discharge section for discharging mud between the opening and the face is provided.
With the opening open, the filler supply unit supplies the filler between the opening and the face, and the mud discharge unit discharges the mud between the opening and the face, and the excavation. A shield excavator in which the shielding portion shields the opening while the portion is housed in the outer body portion from the face through the opening. 開口を有する外胴部と、前記開口を通じて前記外胴部内に収容可能に形成される掘削部と、前記開口を遮蔽すると共に前記外胴部内に収容された前記掘削部を切羽側から覆う遮蔽部と、を備えるシールド掘進機を用いたトンネル構築方法であって、
前記掘削部を用いて切羽を掘削して前記シールド掘進機を掘進させる掘進工程と、
前記掘削部を前記切羽から前記開口を通じて前記外胴部内に収容する収容工程と、
前記遮蔽部を用いて前記開口を遮蔽する共に前記掘削部を前記切羽側から覆う遮蔽工程と、
前記開口と前記切羽との間にコンクリート材料を供給するコンクリート材料供給工程と、
を備えるトンネル構築方法。 An outer body portion having an opening, an excavation portion formed so as to be accommodated in the outer body portion through the opening, and a shielding portion that shields the opening and covers the excavation portion accommodated in the outer body portion from the face side. It is a tunnel construction method using a shield excavator equipped with a part.
The excavation process of excavating the face using the excavation part to excavate the shield excavator, and
The accommodating step of accommodating the excavated portion from the face through the opening into the outer body portion.
A shielding step of shielding the opening by using the shielding portion and covering the excavated portion from the face side.
A concrete material supply process for supplying a concrete material between the opening and the face,
How to build a tunnel. 外胴部に移動可能に装着されて切羽を掘削する掘削部を用いたトンネル構築方法であって、
前記掘削部を第１外胴部に装着すると共に、前記掘削部を前記第１外胴部の内部に設けられた開口から切羽側に移動させ、第１分岐トンネルを掘進する第１掘進工程と、
前記掘削部を前記切羽から前記開口を通じて前記第１外胴部内に収容する収容工程と、
前記第１外胴部の前記開口を遮蔽する遮蔽工程と、
前記第１外胴部の前記開口と前記切羽との間にコンクリート材料を供給するコンクリート材料供給工程と、
前記掘削部を前記第１外胴部から取り外して第２外胴部に装着すると共に、第２外胴部の内部に設けられた開口から切羽側に移動させ、第２分岐トンネルを掘進する第２掘進工程と、
を備えるトンネル構築方法。 It is a tunnel construction method using an excavation part that is movably attached to the outer body part and excavates the face.
With the first excavation step of mounting the excavation portion on the first outer body portion and moving the excavation portion from the opening provided inside the first outer body portion to the face side to excavate the first branch tunnel. ,
The accommodating step of accommodating the excavated portion from the face through the opening into the first outer body portion.
A shielding step of shielding the opening of the first outer body portion, and
A concrete material supply step of supplying a concrete material between the opening of the first outer body portion and the face.
The excavated portion is removed from the first outer body portion and attached to the second outer body portion, and at the same time, the excavated portion is moved to the face side from the opening provided inside the second outer body portion to excavate the second branch tunnel. 2 excavation process and
How to build a tunnel. 前記収容工程において、前記開口と前記切羽との間に充填材を供給すると共に、前記開口と前記切羽の間の泥土を排出する
請求項４又は５に記載のトンネル構築方法。 The tunnel construction method according to claim 4 or 5, wherein in the accommodating step, a filler is supplied between the opening and the face and mud is discharged between the opening and the face. 前記第１分岐トンネルと前記第２分岐トンネルとを、一の地下空洞の内壁面から形成する、
請求項５に記載のトンネル構築方法。 The first branch tunnel and the second branch tunnel are formed from the inner wall surface of one underground cavity.
The tunnel construction method according to claim 5. 開口を有する外胴部と、前記開口を通じて前記外胴部内に収容可能に形成される掘削部と、前記開口を遮蔽する遮蔽部と、を備えるシールド掘進機を用いたトンネル構築方法であって、
前記掘削部を用いて切羽を掘削して前記シールド掘進機を掘進させる掘進工程と、
前記掘削部を前記切羽から前記開口を通じて前記外胴部内に収容する収容工程と、
前記遮蔽部を用いて前記開口を遮蔽する遮蔽工程と、
前記開口と前記切羽との間にコンクリート材料を供給するコンクリート材料供給工程と、を備え、
前記収容工程において、前記開口と前記切羽との間に充填材を供給すると共に、前記開口と前記切羽の間の泥土を排出する、
トンネル構築方法。 A tunnel construction method using a shield excavator including an outer body portion having an opening, an excavation portion formed so as to be accommodated in the outer body portion through the opening, and a shielding portion that shields the opening.
The excavation process of excavating the face using the excavation part to excavate the shield excavator, and
The accommodating step of accommodating the excavated portion from the face through the opening into the outer body portion.
A shielding step of shielding the opening using the shielding portion,
A concrete material supply process for supplying concrete material between the opening and the face is provided.
In the accommodating step, a filler is supplied between the opening and the face, and mud between the opening and the face is discharged.
How to build a tunnel.

Images