JPH0681584A - 大断面掘削工法およびシールド掘削機 - Google Patents
大断面掘削工法およびシールド掘削機Info
- Publication number
- JPH0681584A JPH0681584A JP25572492A JP25572492A JPH0681584A JP H0681584 A JPH0681584 A JP H0681584A JP 25572492 A JP25572492 A JP 25572492A JP 25572492 A JP25572492 A JP 25572492A JP H0681584 A JPH0681584 A JP H0681584A
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- Japan
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- shielded
- excavation
- circular
- shield
- shaped
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 相当直径が１５ｍを越えるような大断面のト
ンネルを容易に掘削することができる掘削を得る。 【構成】 掘削すべきトンネルの外周縁に沿って内周面
および外周面にスキンプレートを形成するドーナツリン
グ状のシールド本体と、このシールド本体のリング方向
に沿って並列して配置され中折れ機構を介して取り付け
られる複数の円形シールド機とにより構成され、地山を
前記シールド本体に内包した状態でのドーナツリング状
掘削を可能とした。
ンネルを容易に掘削することができる掘削を得る。 【構成】 掘削すべきトンネルの外周縁に沿って内周面
および外周面にスキンプレートを形成するドーナツリン
グ状のシールド本体と、このシールド本体のリング方向
に沿って並列して配置され中折れ機構を介して取り付け
られる複数の円形シールド機とにより構成され、地山を
前記シールド本体に内包した状態でのドーナツリング状
掘削を可能とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は大断面掘削工法およびシ
ールド掘削機に係り、特に掘削口径が１５ｍを越えるよ
うな大断面のトンネル掘削を実現することができる掘削
工法およびシールド掘削機に関する。
ールド掘削機に係り、特に掘削口径が１５ｍを越えるよ
うな大断面のトンネル掘削を実現することができる掘削
工法およびシールド掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、大断面のトンネルをシールド掘削
施工する場合、シールド掘削機の口径を大きくするか、
あるいはまゆ型等の断面としたマルチフェイス（ＭＦ）
あるいは多連型（ＤＯＴ）のシールド掘削機を用いて行
っている。いずれにしても、掘削するトンネルの口径や
形状に合わせたサイズのシールド掘削機を用い、掘削機
自身のサイズが施工するトンネルのサイズに一致するい
わゆる全断面掘削を行う構造のものとなっていた。
施工する場合、シールド掘削機の口径を大きくするか、
あるいはまゆ型等の断面としたマルチフェイス（ＭＦ）
あるいは多連型（ＤＯＴ）のシールド掘削機を用いて行
っている。いずれにしても、掘削するトンネルの口径や
形状に合わせたサイズのシールド掘削機を用い、掘削機
自身のサイズが施工するトンネルのサイズに一致するい
わゆる全断面掘削を行う構造のものとなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、シールド掘
削機自身を大型化するにも限度があり、現実のシールド
掘削機には口径が１０ｍを越えるものも製造され使用さ
れているものの、これを越える大きさの掘削機を製造す
ることはもちろん地山圧や土圧のバランス等の観点から
施工使用することには問題があった。したがって、トン
ネル口径が１５ｍを越えるような掘削をシールド掘削機
によって行うことは実際上できないものとなっていた。
削機自身を大型化するにも限度があり、現実のシールド
掘削機には口径が１０ｍを越えるものも製造され使用さ
れているものの、これを越える大きさの掘削機を製造す
ることはもちろん地山圧や土圧のバランス等の観点から
施工使用することには問題があった。したがって、トン
ネル口径が１５ｍを越えるような掘削をシールド掘削機
によって行うことは実際上できないものとなっていた。
【０００４】本発明は、上記従来の問題点に着目し、相
当直径が１５ｍを越えるような大断面のトンネルを容易
に掘削することができる大断面掘削工法およびシールド
掘削機を提供することを目的とする。
当直径が１５ｍを越えるような大断面のトンネルを容易
に掘削することができる大断面掘削工法およびシールド
掘削機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】上記目的を達成するため
に、本発明に係る大断面掘削工法は、掘削すべきトンネ
ルの外周円に沿ってドーナツリング状の筒状掘削をなし
てドーナツリング状トンネル外殻を形成する覆工をな
し、その後内部に残留する地山コア部分を一般建設機械
により掘削するように構成した。
に、本発明に係る大断面掘削工法は、掘削すべきトンネ
ルの外周円に沿ってドーナツリング状の筒状掘削をなし
てドーナツリング状トンネル外殻を形成する覆工をな
し、その後内部に残留する地山コア部分を一般建設機械
により掘削するように構成した。
【０００６】また、本発明に係る大断面掘削用シールド
掘削機は、掘削すべきトンネルの外周縁に沿って内周面
および外周面にスキンプレートを形成するドーナツリン
グ状のシールド本体と、このシールド本体のリング方向
に沿って並列して配置され中折れ機構を介して取り付け
られる複数の円形シールド機とにより構成され、地山を
前記シールド本体に内包した状態でのドーナツリング状
掘削を可能としたものである。
掘削機は、掘削すべきトンネルの外周縁に沿って内周面
および外周面にスキンプレートを形成するドーナツリン
グ状のシールド本体と、このシールド本体のリング方向
に沿って並列して配置され中折れ機構を介して取り付け
られる複数の円形シールド機とにより構成され、地山を
前記シールド本体に内包した状態でのドーナツリング状
掘削を可能としたものである。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、シールド本体を掘進させつ
つ、その前端面部分に配列した円形シールド掘削機を首
振り運動させながらそのカッタヘッドを回転駆動させる
ことにより、計画トンネルの断面外周に沿ったドーナツ
リング形状に地山の一部分が先行掘削される。このと
き、ドーナツ形状の円筒部内に地山を乱さずに取込むた
め、この地山コアを介して地山圧・土圧とバランスさせ
て掘削しつつ一次覆工をすることができる。その後は、
ドーナツ形状内部のコア部地山を一定の距離間隔をおい
て一般建設機械により掘削し、後続して二次覆工を行え
ばよい。これにより大断面のトンネル掘削を実現するこ
とができる。
つ、その前端面部分に配列した円形シールド掘削機を首
振り運動させながらそのカッタヘッドを回転駆動させる
ことにより、計画トンネルの断面外周に沿ったドーナツ
リング形状に地山の一部分が先行掘削される。このと
き、ドーナツ形状の円筒部内に地山を乱さずに取込むた
め、この地山コアを介して地山圧・土圧とバランスさせ
て掘削しつつ一次覆工をすることができる。その後は、
ドーナツ形状内部のコア部地山を一定の距離間隔をおい
て一般建設機械により掘削し、後続して二次覆工を行え
ばよい。これにより大断面のトンネル掘削を実現するこ
とができる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明に係る大断面掘削工法およびシ
ールド掘削機の具体的実施例を図面を参照して詳細に説
明する。
ールド掘削機の具体的実施例を図面を参照して詳細に説
明する。
【０００９】実施例に係る大断面掘削用シールド掘削機
の構成を図１に示す。実施例の大断面掘削用シールド掘
削機は、アーチ型断面のトンネル掘削をなすためのもの
であり、例えば最大幅Ｂ＝２２６００mm、最大高さＨ＝
１６２００mmの寸法のアーチトンネルを掘削対象として
いる。このようなトンネル掘削のために、図示のよう
に、実施例に係るシールド掘削機は、掘削すべきアーチ
トンネルの断面形状の外縁全周に沿ったドーナツリング
状のシールド本体１０を備えており、これはスキンプレ
ートを形成する一対の内筒１２と外筒１４とによって構
成され、両筒体の相当直径差が例えば２５００mmに設定
された中空筒状構造物となっている。これにより掘削幅
がＷ＝２５００mmのドーナツリング体が構成され、リン
グ先端面を推進面として掘進させることにより、前記ア
ーチトンネルの内周面に沿ったドーナツリング掘削を行
わせるようにしている。
の構成を図１に示す。実施例の大断面掘削用シールド掘
削機は、アーチ型断面のトンネル掘削をなすためのもの
であり、例えば最大幅Ｂ＝２２６００mm、最大高さＨ＝
１６２００mmの寸法のアーチトンネルを掘削対象として
いる。このようなトンネル掘削のために、図示のよう
に、実施例に係るシールド掘削機は、掘削すべきアーチ
トンネルの断面形状の外縁全周に沿ったドーナツリング
状のシールド本体１０を備えており、これはスキンプレ
ートを形成する一対の内筒１２と外筒１４とによって構
成され、両筒体の相当直径差が例えば２５００mmに設定
された中空筒状構造物となっている。これにより掘削幅
がＷ＝２５００mmのドーナツリング体が構成され、リン
グ先端面を推進面として掘進させることにより、前記ア
ーチトンネルの内周面に沿ったドーナツリング掘削を行
わせるようにしている。
【００１０】このようなドーナツリング状のシールド本
体１０の前端面には、前記掘削幅寸法Ｗに一致する直径
（Ｄ＝２５００mm）を持った円形シールド機１６をリン
グ方向に沿って複数配列している。この実施例では円形
シールド機１６を２０基、周方向にほぼ密に並列するよ
うに配列され、円形断面のスキンプレート１８をドーナ
ツリングシールド本体１０の先端面から掘進方向に突出
状態で取り付けている。
体１０の前端面には、前記掘削幅寸法Ｗに一致する直径
（Ｄ＝２５００mm）を持った円形シールド機１６をリン
グ方向に沿って複数配列している。この実施例では円形
シールド機１６を２０基、周方向にほぼ密に並列するよ
うに配列され、円形断面のスキンプレート１８をドーナ
ツリングシールド本体１０の先端面から掘進方向に突出
状態で取り付けている。
【００１１】各円形シールド掘削機１６は、図３にその
断面構造を示しているように、ドーナツリングシールド
本体１０の前端面から突出して首振り可能に取り付けら
れた円形スキンプレート１８を備え、ドーナツリングシ
ールド本体１０との間に取り付けた複数の中折れジャッ
キ２０によって首振り駆動されるようになっている。円
形スキンプレート１８の中央部にはバルクヘッド２２が
取り付けられ、これには切羽面に対向するカッタヘッド
２４を回転可能に取り付け、バルクヘッド２２の背面に
設けた油圧モータ２６により回転駆動させるようにして
いる。そしてバルクヘッド２２とカッタヘッド２４との
間に形成されたシールドチャンバ２３には排土装置とし
てのスクリュウコンベア２８を臨ませ、チャンバ２３内
に取込まれた土砂を排出するものとしている。カッタヘ
ッド２４の回転により掘削が行われるが、各円形シール
ド機１６の後方にてドーナツリングシールド本体１０を
掘進方向に加圧推進するシールドジャッキ３０が設けら
れ、ドーナツリングシールド本体１０の後方に構築され
るセグメントとの間で推進力を発生させるようにしてい
る。シールドジャッキ３０は、後方に一次覆工によって
構築されるセグメント３２を支持面として配置される
が、図２（２）に示すように、ドーナツリングシールド
本体１０の内周縁および外周縁に適宜間隔をおいて配列
され、ドーナツリングシールド本体１０の推進方向を適
正に制御させている。
断面構造を示しているように、ドーナツリングシールド
本体１０の前端面から突出して首振り可能に取り付けら
れた円形スキンプレート１８を備え、ドーナツリングシ
ールド本体１０との間に取り付けた複数の中折れジャッ
キ２０によって首振り駆動されるようになっている。円
形スキンプレート１８の中央部にはバルクヘッド２２が
取り付けられ、これには切羽面に対向するカッタヘッド
２４を回転可能に取り付け、バルクヘッド２２の背面に
設けた油圧モータ２６により回転駆動させるようにして
いる。そしてバルクヘッド２２とカッタヘッド２４との
間に形成されたシールドチャンバ２３には排土装置とし
てのスクリュウコンベア２８を臨ませ、チャンバ２３内
に取込まれた土砂を排出するものとしている。カッタヘ
ッド２４の回転により掘削が行われるが、各円形シール
ド機１６の後方にてドーナツリングシールド本体１０を
掘進方向に加圧推進するシールドジャッキ３０が設けら
れ、ドーナツリングシールド本体１０の後方に構築され
るセグメントとの間で推進力を発生させるようにしてい
る。シールドジャッキ３０は、後方に一次覆工によって
構築されるセグメント３２を支持面として配置される
が、図２（２）に示すように、ドーナツリングシールド
本体１０の内周縁および外周縁に適宜間隔をおいて配列
され、ドーナツリングシールド本体１０の推進方向を適
正に制御させている。
【００１２】また、上記円形シールド機１６によってド
ーナツリングシールド本体１０の前方地山を掘削する
が、ドーナツリングシールド本体１０の前端面には円形
シールド機１６の掘削領域とならない扇形のデッドゾー
ンが形成される。このデッドゾーンに対面する地山の掘
削を行わせるために、前記中折れジャッキ２０を操作駆
動して円形シールド機１６による掘削領域を拡大すると
ともに、円形シールド機１６の首振り動作によっても届
かない範囲はドーナツリングシールド本体１０の前端面
に設けたカッタビットによりドーナツリングシールド本
体１０の掘進力により掘削を行わせるものとしているの
である。
ーナツリングシールド本体１０の前方地山を掘削する
が、ドーナツリングシールド本体１０の前端面には円形
シールド機１６の掘削領域とならない扇形のデッドゾー
ンが形成される。このデッドゾーンに対面する地山の掘
削を行わせるために、前記中折れジャッキ２０を操作駆
動して円形シールド機１６による掘削領域を拡大すると
ともに、円形シールド機１６の首振り動作によっても届
かない範囲はドーナツリングシールド本体１０の前端面
に設けたカッタビットによりドーナツリングシールド本
体１０の掘進力により掘削を行わせるものとしているの
である。
【００１３】このような構成に係る大断面掘削用シール
ド掘削機では、計画トンネルの外周縁に沿ってドーナツ
リングシールド本体１０を配置し、その前端面に取り付
けた円形シールド機１６を一斉に駆動しつつ、シールド
ジャッキ３０を伸張駆動する。このとき、円形シールド
機１６はカッタヘッド２４の回転駆動によって掘削土砂
をシールドチャンバ２３内に取込むが、同時に中折れジ
ャッキ２０を駆動して円形スキンプレート１８を一斉に
リング周縁方向に沿う左右の首振り運動を行わせる。こ
れにより円形シールド機１６の未掘削領域が少なくな
り、掘進が容易になる。そして、隣接する円形シールド
機１６の間の扇形ゾーンではドーナツリングシールド本
体１０に直接埋め込まれた掘削ビットによる掘削が行わ
れ、全体としてドナツリング掘削が可能となるのであ
る。
ド掘削機では、計画トンネルの外周縁に沿ってドーナツ
リングシールド本体１０を配置し、その前端面に取り付
けた円形シールド機１６を一斉に駆動しつつ、シールド
ジャッキ３０を伸張駆動する。このとき、円形シールド
機１６はカッタヘッド２４の回転駆動によって掘削土砂
をシールドチャンバ２３内に取込むが、同時に中折れジ
ャッキ２０を駆動して円形スキンプレート１８を一斉に
リング周縁方向に沿う左右の首振り運動を行わせる。こ
れにより円形シールド機１６の未掘削領域が少なくな
り、掘進が容易になる。そして、隣接する円形シールド
機１６の間の扇形ゾーンではドーナツリングシールド本
体１０に直接埋め込まれた掘削ビットによる掘削が行わ
れ、全体としてドナツリング掘削が可能となるのであ
る。
【００１４】このようなシールド掘削機による掘削状態
は、ドーナツリングシールド本体１０により囲まれる内
部に地山コアを存在させた状態でリング状掘削を行う。
したがって、掘削トンネルの相当直径が大きい場合で
も、全断面掘削の場合と異なり、地山圧は地山コア部分
にてバランスしながら充分に支承されつつ掘進させるこ
とができる。このドーナツリング状の掘削により後方に
セグメントを構築して一次覆工をなした後、ドーナツ形
状内部、すなわち地山コア部分を掘進先端から一定の距
離をおいて、ショベルカー等の一般建設機械により掘削
しながら二次覆工を行うのである。
は、ドーナツリングシールド本体１０により囲まれる内
部に地山コアを存在させた状態でリング状掘削を行う。
したがって、掘削トンネルの相当直径が大きい場合で
も、全断面掘削の場合と異なり、地山圧は地山コア部分
にてバランスしながら充分に支承されつつ掘進させるこ
とができる。このドーナツリング状の掘削により後方に
セグメントを構築して一次覆工をなした後、ドーナツ形
状内部、すなわち地山コア部分を掘進先端から一定の距
離をおいて、ショベルカー等の一般建設機械により掘削
しながら二次覆工を行うのである。
【００１５】上記実施例によれば、トンネルを実施例シ
ールド掘削機によりドーナツ形状に掘削して一次覆工を
なし、次いで、ドーナツ状のトンネル外殻の内部を後続
して一般建設機械により掘削するので、大断面のトンネ
ル掘削を容易に実現することができ、特に全断面掘削を
行わずに施工することができるので、地山圧、土圧を良
好にバランスさせた状態でのトンネル掘削が可能となる
のである。
ールド掘削機によりドーナツ形状に掘削して一次覆工を
なし、次いで、ドーナツ状のトンネル外殻の内部を後続
して一般建設機械により掘削するので、大断面のトンネ
ル掘削を容易に実現することができ、特に全断面掘削を
行わずに施工することができるので、地山圧、土圧を良
好にバランスさせた状態でのトンネル掘削が可能となる
のである。
【００１６】なお、上記シールド掘削機は横坑掘削のみ
ならず、立坑の掘削にも適用することができる。
ならず、立坑の掘削にも適用することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は掘削すべ
きトンネルの外周縁に沿って内周面および外周面にスキ
ンプレートを形成するドーナツリング状のシールド本体
と、このシールド本体のリング方向に沿って並列して配
置され中折れ機構を介して取り付けられる複数の円形シ
ールド機とにより構成された掘削機によって、地山を前
記シールド本体に内包した状態でのドーナツリング状掘
削を可能としたので、トンネル断面が極めて大きい大断
面をシールド掘削することができ、相当直径が１５ｍを
越えるような大断面のトンネルを容易に掘削することが
できるという優れた効果が得られる。
きトンネルの外周縁に沿って内周面および外周面にスキ
ンプレートを形成するドーナツリング状のシールド本体
と、このシールド本体のリング方向に沿って並列して配
置され中折れ機構を介して取り付けられる複数の円形シ
ールド機とにより構成された掘削機によって、地山を前
記シールド本体に内包した状態でのドーナツリング状掘
削を可能としたので、トンネル断面が極めて大きい大断
面をシールド掘削することができ、相当直径が１５ｍを
越えるような大断面のトンネルを容易に掘削することが
できるという優れた効果が得られる。
【図１】実施例に係る大断面掘削用シールド掘削機の正
面図および断面図である。
面図および断面図である。
【図２】同シールド掘削機の平面図およびシールドジャ
ッキの配置構成図である。
ッキの配置構成図である。
【図３】円形シールド機の正面図および断面図である。
１０ ドーナツリングシールド本体 １２ 内筒 １４ 外筒 １６ 円形シールド機 １８ 円形スキンプレート ２０ 中折れジャッキ ２２ バルクヘッド ２４ カッタヘッド ２６ 油圧モータ ２８ スクリュウコンベア ３０ シールドジャッキ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 義康 東京都港区赤坂４丁目13番13号 株式会社 協和エクシオ内 (72)発明者 中村 隆 東京都港区赤坂４丁目13番13号 株式会社 協和エクシオ内 (72)発明者 岩田 光昭 東京都港区赤坂４丁目13番13号 株式会社 協和エクシオ内
Claims (2)
- 【請求項１】 掘削すべきトンネルの外周円に沿ってド
ーナツリング状の筒状掘削をなしてドーナツリング状ト
ンネル外殻を形成する覆工をなし、その後内部に残留す
る地山コア部分を一般建設機械により掘削することを特
徴とする段断面掘削工法。 - 【請求項２】 掘削すべきトンネルの外周縁に沿って内
周面および外周面にスキンプレートを形成するドーナツ
リング状のシールド本体と、このシールド本体のリング
方向に沿って並列して配置され中折れ機構を介して取り
付けられる複数の円形シールド機とにより構成され、地
山を前記シールド本体に内包した状態でのドーナツリン
グ状掘削を可能とした大断面掘削用シールド掘削機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25572492A JPH0681584A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 大断面掘削工法およびシールド掘削機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25572492A JPH0681584A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 大断面掘削工法およびシールド掘削機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0681584A true JPH0681584A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=17282764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25572492A Pending JPH0681584A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 大断面掘削工法およびシールド掘削機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681584A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014156691A (ja) * | 2013-02-14 | 2014-08-28 | Kumagai Gumi Co Ltd | トンネル施工方法 |
| CN109441460A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-03-08 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种新型盾构机及其隧道施工方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296097A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-23 | 大豊建設株式会社 | 環状シ−ルド工法および環状シ−ルド、環状セグメント |
| JPH0224486A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-26 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | リングカット式掘削機 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP25572492A patent/JPH0681584A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296097A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-23 | 大豊建設株式会社 | 環状シ−ルド工法および環状シ−ルド、環状セグメント |
| JPH0224486A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-26 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | リングカット式掘削機 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014156691A (ja) * | 2013-02-14 | 2014-08-28 | Kumagai Gumi Co Ltd | トンネル施工方法 |
| CN109441460A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-03-08 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种新型盾构机及其隧道施工方法 |
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