(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設トンネル内でテールシールの組立を行う分岐用シールド掘進機の発進方法において、分岐用シールド掘進機の推力を受圧する反力受部材をセグメント組付位置よりも径方向内側に位置するように配置し、その反力受部材の径方向外側から上記テールシールを上記分岐用シールド掘進機の後端に組立てた後に、上記反力受部材から反力をとって分岐用シールド掘進機を発進させるようにしたことを特徴とする分岐用シールド掘進機の発進方法。
【請求項２】
既設トンネル内でテールシールの組立を行う分岐用シールド掘進機の発進方法において、分岐用シールド掘進機の推力を受圧する反力受部材をテールシールのシール部材の自由端よりも径方向内側に位置するように配置し、その反力受部材の径方向外側から上記テールシールを上記分岐用シールド掘進機の後端に組立てた後に、上記反力受部材から反力をとって分岐用シールド掘進機を発進させるようにしたことを特徴とする分岐用シールド掘進機の発進方法。
【請求項３】
上記既設トンネル内に反力受架台を設置し、その反力受架台に上記反力受部材を取付け、上記既設トンネル内に上記反力受架台に対向させてエントランスを取付け、そのエントランスを通じて上記分岐用シールド掘進機を発進させる請求項１又は２記載の分岐用シールド掘進機の発進方法。
【請求項４】
上記反力受部材は、その後端が上記反力受架台に保持され、前端が上記分岐用シールド掘進機のシールドジャッキのうち少なくとも二つと当接するように、かつ、セグメント組付位置の径方向内側の円周方向に沿って多角形状に配置され、その多角形を形成する反力受部材のうち少なくとも一つが除かれてセグメント等の搬入口が形成される請求項３記載の分岐用シールド掘進機の発進方法。
【請求項５】
既設トンネル内に分岐用シールド掘進機の発進用のエントランスを取付け、そのエントランスを通じて分岐用シールド掘進機を発進させるに際して、エントランスとは反対側の既設トンネル内に反力受架台を設置し、その反力受架台に反力受部材をエントランス側に向けて、かつ、セグメント組付位置よりも径方向内側に位置するように配置し、その反力受部材から反力をとって分岐用シールド掘進機を発進させる方法であって、上記反力受部材は、その後端が上記反力受架台に保持され、前端が上記分岐用シールド掘進機のシールドジャッキのうち少なくとも二つと当接するように、かつ、上記セグメント組付位置の径方向内側の円周方向に沿って多角形状に配置され、その多角形を形成する反力受部材のうち少なくとも一つが除かれてセグメント等の搬入口が形成されることを特徴とする分岐用シールド掘進機の発進方法。
【請求項６】
上記反力受部材は、掘進方向に複数のピースを接続して形成され、掘進に応じてこれらピースが順次接続される請求項１〜５いずれかに記載の分岐用シールド掘進機の発進方法。
【請求項７】
上記反力受部材のピースが所定段数接続された後、その反力受部材の径方向外側の位置で上記テールシールを組立てる請求項６記載の分岐用シールド掘進機の発進方法。
【請求項８】
上記分岐用シールド掘進機が上記既設トンネル外に所定距離だけ掘進した後、上記反力受部材前端に径方向外側へと延出する偏心反力受部材を取付け、その偏心反力受部材から反力をとりながら偏心反力受部材前端にセグメントを組付ける請求項１〜７いずれかに記載の分岐用シールド掘進機の発進方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設トンネル内で分岐用シールド掘進機のテールシールの組立を行う分岐用シールド掘進機の発進方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
全長が既設トンネルの幅より長く、既設トンネル内で発進方向に向けて予め組立てるスペースがない分岐用シールド掘進機を発進させる場合、分岐用シールド掘進機の一部を既設トンネル外に掘進させ、分岐用シールド掘進機のカッタ部前面にかかる土圧荷重を支持しつつ、その後方の既設トンネル内において分岐用シールド掘進機のテールシールを組立てる必要がある。
【０００３】
従来、分岐用シールド掘進機の推力を受圧すると共に、土圧荷重を支持すべく、図６に示すように、分岐トンネルの構築に用いられる通常のセグメントからスキンプレートを外したスケルトンセグメント６１を反力受部材として使用していた。スケルトンセグメント６１の一部は開放されており、その開放部によりセグメント等の搬入口６２が形成される。
【０００４】
分岐用シールド掘進機６３のシールドジャッキ６４によりスケルトンセグメント６１から反力をとることで分岐用シールド掘進機６３を既設トンネル６５の側面に設けられたエントランス６６より発進させる。そして、分岐用シールド掘進機６３が既設トンネル６５外に所定距離だけ掘進した後に、土圧荷重をスケルトンセグメント６１により支持しつつ、分岐用シールド掘進機６３のテールシール６７を既設トンネル６５内で組立てるようにしていた。
【０００５】
なお、特許文献１は、親シールド掘進機内から親シールド掘進機の内径より小さい外径を有する子シールド掘進機を発進させるものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２１１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のテールシール６７を比較的狭い既設トンネル６５内で組立てる必要がある上に、テールシール６７を通常のセグメントの外径と略同一外径を有するスケルトンセグメント６１を覆うように組立てる必要があるため、分岐用シールド掘進機６３のテールシール６７の組立に難渋するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、全長が既設トンネルの幅より長く、既設トンネル内で発進方向に向けて予め組立てるスペースがない分岐用シールド掘進機であっても、テールシールを容易に組立てることができる分岐用シールド掘進機の発進方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、既設トンネル内でテールシールの組立を行う分岐用シールド掘進機の発進方法において、分岐用シールド掘進機の推力を受圧する反力受部材をセグメント組付位置よりも径方向内側に位置するように配置し、その反力受部材の径方向外側から上記テールシールを上記分岐用シールド掘進機の後端に組立てた後に、上記反力受部材から反力をとって分岐用シールド掘進機を発進させるようにしたことを特徴とする分岐用シールド掘進機の発進方法である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、既設トンネル内でテールシールの組立を行う分岐用シールド掘進機の発進方法において、分岐用シールド掘進機の推力を受圧する反力受部材をテールシールのシール部材の自由端よりも径方向内側に位置するように配置し、その反力受部材の径方向外側から上記テールシールを上記分岐用シールド掘進機の後端に組立てた後に、上記反力受部材から反力をとって分岐用シールド掘進機を発進させるようにしたことを特徴とする分岐用シールド掘進機の発進方法である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、上記既設トンネル内に反力受架台を設置し、その反力受架台に上記反力受部材を取付け、上記既設トンネル内に上記反力受架台に対向させてエントランスを取付け、そのエントランスを通じて上記分岐用シールド掘進機を発進させる請求項１又は２記載の分岐用シールド掘進機の発進方法である。
請求項４に係る発明は、上記反力受部材は、その後端が上記反力受架台に保持され、前端が上記分岐用シールド掘進機のシールドジャッキのうち少なくとも二つと当接するように、かつ、セグメント組付位置の径方向内側の円周方向に沿って多角形状に配置され、その多角形を形成する反力受部材のうち少なくとも一つが除かれてセグメント等の搬入口が形成される請求項３記載の分岐用シールド掘進機の発進方法である。
請求項５に係る発明は、既設トンネル内に分岐用シールド掘進機の発進用のエントランスを取付け、そのエントランスを通じて分岐用シールド掘進機を発進させるに際して、エントランスとは反対側の既設トンネル内に反力受架台を設置し、その反力受架台に反力受部材をエントランス側に向けて、かつ、セグメント組付位置よりも径方向内側に位置するように配置し、その反力受部材から反力をとって分岐用シールド掘進機を発進させる方法であって、上記反力受部材は、その後端が上記反力受架台に保持され、前端が上記分岐用シールド掘進機のシールドジャッキのうち少なくとも二つと当接するように、かつ、上記セグメント組付位置の径方向内側の円周方向に沿って多角形状に配置され、その多角形を形成する反力受部材のうち少なくとも一つが除かれてセグメント等の搬入口が形成されることを特徴とする分岐用シールド掘進機の発進方法である。
【００１２】
請求項６に係る発明は、上記反力受部材は、掘進方向に複数のピースを接続して形成され、掘進に応じてこれらピースが順次接続される請求項１〜５いずれかに記載の分岐用シールド掘進機の発進方法である。
【００１３】
請求項７に係る発明は、上記反力受部材のピースが所定段数接続された後、その反力受部材の径方向外側の位置で上記テールシールを組立てる請求項６記載の分岐用シールド掘進機の発進方法である。
【００１４】
請求項８に係る発明は、上記分岐用シールド掘進機が上記既設トンネル外に所定距離だけ掘進した後、上記反力受部材前端に径方向外側へと延出する偏心反力受部材を取付け、その偏心反力受部材から反力をとりながら偏心反力受部材前端にセグメントを組付ける請求項１〜７いずれかに記載の分岐用シールド掘進機の発進方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、全長が既設トンネルの幅より長く、既設トンネル内で発進方向に向けて予め組立てるスペースがない分岐用シールド掘進機であっても、テールシールを容易に組立てることができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る分岐用シールド掘進機の発進方法の第一工程を示した側面図である。図２は、分岐用シールド掘進機の平面図である。図３は、分岐用シールド掘進機の背面図である。図４は、本発明の一実施形態に係る分岐用シールド掘進機の発進方法の第二工程を示した側面図である。図５は、本発明の一実施形態に係る分岐用シールド掘進機の発進方法の第三工程を示した側面図である。
【００１８】
本実施形態の分岐用シールド掘進機の発進方法が適用される分岐用シールド掘進機は、カッタ部と、中折ジャッキを備えた前胴部と、後胴部とを有する中折式のものである。
【００１９】
本実施形態の分岐用シールド掘進機の発進方法が適用される分岐用シールド掘進機は、既設トンネルの幅よりも長い全長を有しており、既設トンネル内には、分岐用シールド掘進機をその発進方向に向けて予め組立てるスペースがないものである。
【００２０】
本実施形態においては、既設トンネル内から横向きに分岐用シールド掘進機を発進させる場合について説明する。
【００２１】
分岐用シールド掘進機を既設トンネル内で組立てて発進させるには、まず、図１から図３に示すように、既設トンネル１の側面に分岐用シールド掘進機２の発進用のエントランス３を取付ける。エントランス３は、分岐用シールド掘進機２が挿通される円筒状のエントランス本体４を有している。エントランス本体４の内周面には、分岐用シールド掘進機２との隙間をシールするためのエントランスシール部材５、及び、分岐用シールド掘進機２の荷重を支持するための荷重支持部材６が設けられている。
【００２２】
次に、エントランス３のエントランス本体４に分岐用シールド掘進機２のカッタ部７を挿通し、カッタ部７をエントランス本体４に支持させた状態で、カッタ部７後端に前胴部８を接続する。次いで、エントランス３とは反対側の既設トンネル１の側面に反力受架台９を設置する。そして、前胴部８の中折ジャッキ（図示せず）により反力受架台９から反力をとって分岐用シールド掘進機２を掘進させて、カッタ部７を既設トンネル１外に突出させる。
【００２３】
次に、前胴部８後端に後胴部１０の一部である第一後胴１１を接続し、その第一後胴１１の内周面にシールドジャッキ１２を周方向に沿って複数（本実施例では八つ）取付ける。各シールドジャッキ１２は、第一後胴１１に固定されるシリンダ１３と、シリンダ１３に対してスライド自在に設けられるロッド１４とを備えている。ロッド１４後端部には、後述する反力受部材１５と当接するための当接面１６、及び、後述するジャッキシュー１７を取付けるための凸状体１８が設けられている。
【００２４】
シールドジャッキ１２の当接面１６は、シールドジャッキ１２のロッド１４の軸１９上に位置するように設定される。このようにすることで、シールドジャッキ１２からの推力が長手方向に沿って真直に反力受部材１５に対して加わるようになるため、反力受部材１５の座屈を防止することができる。
【００２５】
次に、反力受架台９に分岐用シールド掘進機２の推力を受圧するための反力受部材１５を取付ける。反力受部材１５は、掘進方向に複数のピース１５ａを接続して形成され、分岐用シールド掘進機２の掘進に応じてこれらピース１５ａが順次接続される。反力受部材１５は、シールドジャッキ１２の当接面１６と当接した際に凸状体１８に接触しないような形状とされる。
【００２６】
反力受部材１５は、エントランス３側に向けて、かつ、セグメント組付位置２０よりも分岐用シールド掘進機２の径方向内側に位置するように取付けられる。このようにすることで、反力受部材１５の径方向外側の位置に後述するテールシール２１を組立てるための組立スペース２２が形成される。
【００２７】
また、反力受部材１５は、その後端を反力受架台９に保持させ、前端をシールドジャッキ１２の当接面１６のうち少なくとも二つと当接するように、かつ、セグメント組付位置２０の径方向内側の円周方向に沿って多角形状（図示例では四角形状）に配置すると共に、その多角形を形成する反力受部材１５のうち少なくとも一つを除いて配置される。このようにすることで、円周方向に沿って多角形状に配置した反力受部材１５の開放部によりセグメント等の搬入口２３が形成される。本実施形態においては、既設トンネル１の上下方向に反力受部材１５をそれぞれ配置すると共に、既設トンネル１の長手方向のうちいずれか一方に反力受部材１５を配置することで、それらを掘進方向に見て略コ字状に配置している。
【００２８】
ところで、反力受部材１５を円周方向に沿った円形状に配置することも可能であるが、本実施形態のように多角形状とした方が、反力受部材１５の径方向外側に形成される組立スペース２２が径方向に対して広くなるため有利である。
【００２９】
次に、図４に示すように、シールドジャッキ１２により反力受部材１５から反力をとって分岐用シールド掘進機２を所定距離だけ掘進させた後、第一後胴１１後端に第二後胴２４を接続する。
【００３０】
次に、分岐用シールド掘進機２をさらに掘進させると共に、反力受部材１５のピース１５ａを所定段数まで接続して、反力受部材１５の径方向外側に形成された組立スペース２２が長手方向に対して十分に確保されたら、第二後胴２４後端にテールシール２１を接続する。テールシール２１は、円筒状に形成されたスキンプレート２１ａと、スキンプレート２１ａの内周面に取付けられたシール部材２１ｂとを有している。スキンプレート２１ａは、周方向に複数に分割されており、それらを分岐用シールド掘進機２の径方向外側から取付けるようになっている。このようにすることで、テールシール２１を反力受部材１５の径方向外側の組立スペース２２で組立てることができる。その組立の際、反力受部材１５がテールシール２１の組立の支障とならないため、テールシール２１を容易に組立てることが可能となる。
【００３１】
次に、分岐用シールド掘進機２を既設トンネル１外に所定距離だけ掘進させた後、反力受部材１５前端に径方向外側へと延出する偏心反力受部材２６を取付けると共に、シールドジャッキ１２の凸状体１８に後述するセグメント２７及び偏心反力受部材２６と当接するためのジャッキシュー１７を取付ける。偏心反力受部材２６は、円周方向に沿って多角形状に配置された各反力受部材１５と当接するようにリング状に形成される。ここで、偏心反力受部材２６を、全周にわたって配置する必要はなく、周方向に複数に分割して設けても良い。
【００３２】
そして、図５に示すように、シールドジャッキ１２により偏心反力受部材２６から反力をとって分岐用シールド掘進機２を所定距離だけ掘進させた後、偏心反力受部材２６前端にセグメント２７を組付ける。以後、シールドジャッキ１２によりセグメント２７から反力をとって分岐用シールド掘進機２を掘進させつつ、順次セグメント２７を組立てていくことで、分岐トンネルを構築していく。
【００３３】
ここで、セグメント２７の組立は、エントランス３のエントランスシール部材５の径方向内側の位置よりも掘進方向後方にて始めるものとする。このようにすることで、既設トンネル１をエントランス３のエントランスシール部材５により止水することができる。
【００３４】
以上、本実施形態によれば、既設トンネル１内に分岐用シールド掘進機２の発進用のエントランス３を取付け、そのエントランス３を通じて分岐用シールド掘進機２を発進させるに際して、エントランス３とは反対側の既設トンネル１内に反力受架台９を設置し、その反力受架台９に反力受部材１５をエントランス３側に向けて、かつ、セグメント組付位置２０よりも径方向内側に位置するように配置し、その反力受部材１５から反力をとって分岐用シールド掘進機２を発進させるようにしたため、分岐用シールド掘進機２のテールシール２１の組立スペース２２を確保しつつ、反力受部材１５から反力をとって分岐用シールド掘進機２を発進させることができる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、反力受部材１５は、その後端が反力受架台９に保持され、前端が分岐用シールド掘進機２のシールドジャッキ１２のうち少なくとも二つと当接するように、かつ、セグメント組付位置２０の径方向内側の円周方向に沿って多角形状に配置され、その多角形を形成する反力受部材１５のうち少なくとも一つが除かれてセグメント等の搬入口２３が形成されるようにしたため、セグメント２７等を搬入口２３を通じて分岐用シールド掘進機２内に容易に搬入することができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、反力受部材１５は、掘進方向に複数のピース１５ａを接続して形成され、掘進に応じてこれらピース１５ａが順次接続されるようにしたため、反力受部材１５の径方向外側に形成される分岐用シールド掘進機２のテールシール２１の組立スペース２２を、分岐用シールド掘進機２の長手方向に対して拡大させていくことができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、反力受部材１５のピース１５ａが所定段数接続された後、その反力受部材１５の径方向外側の位置で分岐用シールド掘進機２のテールシール２１を組立てるようにしたため、反力受部材１５の径方向外側に形成される分岐用シールド掘進機２のテールシール２１の組立スペース２２が分岐用シールド掘進機２の長手方向に対して十分に確保された状態で、テールシール２１の組立を行うことができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、分岐用シールド掘進機２が既設トンネル１外に所定距離だけ掘進した後、反力受部材１５前端に径方向外側へと延出する偏心反力受部材２６を取付け、その偏心反力受部材２６から反力をとりながら偏心反力受部材２６前端にセグメント２７を組付けるようにしたため、反力受架台９に新たにセグメント２７を組付けていく必要がなく、反力受部材１５前端に偏心反力受部材２６を介してセグメント２７を組付けることができる。
【００３９】
さらに、本実施形態によれば、偏心反力受部材２６は、円周方向に沿って多角形状に配置された各反力受部材１５と当接するようにリング状に形成されるようにしたため、偏心反力受部材２６前端にセグメント２７を容易に組付けることができる。
【００４０】
本発明は以上説明した実施形態には限定はされない。
【００４１】
例えば、本発明が適用される分岐用シールド掘進機は、中折式のものに限定されるものではなく、単胴式等のものであっても良い。
【００４２】
また、分岐用シールド掘進機を既設トンネル内から上向きに発進させるようにしても良い。
【００４３】
また、反力受部材を、セグメント組付位置の径方向内側の円周方向に沿って三角形状或いは五角形状以上の多角形状に配置しても良い。
【００４４】
また、シールドジャッキにおける反力受部材との当接面を、必ずしもシールドジャッキのロッドの軸上に設ける必要はなく、シールドジャッキの配置バランス等に応じて、ロッドの軸上よりもシールド掘進機の径方向内側に設けても良い。
【００４５】
さらに、本明細書及び請求の範囲における「既設トンネル」は、水平方向のみならず上下方向に形成されたトンネルをも含み、広くは立坑も含む概念である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る分岐用シールド掘進機の発進方法の第一工程を示した側面図である。
【図２】分岐用シールド掘進機の平面図である。
【図３】分岐用シールド掘進機の背面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る分岐用シールド掘進機の発進方法の第二工程を示した側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る分岐用シールド掘進機の発進方法の第三工程を示した側面図である。
【図６】従来の分岐用シールド掘進機の発進方法を示した平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  既設トンネル
２  分岐用シールド掘進機
３  エントランス
９  反力受架台
１２  シールドジャッキ
１５  反力受部材
１５ａ  ピース
２０  セグメント組付位置
２１  テールシール
２２  組立スペース
２３  搬入口
２６  偏心反力受部材
２７  セグメント
【要約】
【課題】  全長が既設トンネルの幅より長く、既設トンネル内で発進方向に向けて予め組立てるスペースがない分岐用シールド掘進機であっても、テールシールを容易に組立てる。
【解決手段】  既設トンネル１内でテールシール２１の組立を行う分岐用シールド掘進機の発進方法において、分岐用シールド掘進機２の推力を受圧する反力受部材１５をセグメント組付位置２０よりも径方向内側に位置するように配置して分岐用シールド掘進機２のテールシール２１の組立スペース２２を確保しつつ、その反力受部材１５から反力をとって分岐用シールド掘進機２を発進させるようにする。
【選択図】  図１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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