(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形のカッターディスクを複数並設するシールド機であり、これらカッターディスク相互の非掘削領域に、ローラーカッターまたはツールビットを取付けたローラー状のカッターを配置したシールド機を用いて楕円形のまゆ型シールドを施工し、該楕円形のまゆ型シールドのセグメントで組み立てられるトンネルの周辺直線的部分はＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線やその他ＰＣ材料を現地で組立てセグメントを緊張することを特徴としたシールド工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、土木工事のシールド工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールドの掘削断面を自由断面とするシールド機として、図10に示すような複数の円形のカッターディスク１ａ，１ｂを相互に部分的に重合させた複円形シールド機２、いわゆるめがね型シールド機がある。図中５はカッターディスク１ａ，１ｂに植設するカッタービットである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような複円形シールド機２では、横方向幅ａと縦方向幅ｂの比率を大きく変化させるとカッターディスク１相互の非掘削領域であるかもめ部３が掘削に対する抵抗となり、推力増加やシールド機の方向制御に苦労している。特に、上下に土質が異なる場合はかもめ部３の抵抗の差から方向制御がむずかしいものとなる。
【０００４】
また、前記の複円形シールド機２でのシールド工法ではセグメント組立て後も図11に示すようなかもめ部３が生じ、このかもめ部３を上下に連結する補強柱や補強壁による補強材４が必要不可欠であり、シールド外径が決まるとａ：ｂの比率を大きく変えることができないため、全幅ｂが決定されていた。
【０００５】
前記補強材４の存在は、完成後の内空後の使用上の制約となる。
【０００６】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、推力増加や方向制御の障害となることもなく、まゆ型等の任意の異形断面の掘削ができ、しかも、完成するトンネルは小口径では中柱が不要となり、大口径でも上下部等に補強を施すことにより中柱がないものや中柱を任意の位置に設置することが可能となるシールド工法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、円形のカッターディスクを複数並設するシールド機であり、これらカッターディスク相互の非掘削領域に、ローラーカッターまたはツールビットを取付けたローラー状のカッターを配置したシールド機を用いて楕円形のまゆ型シールドを施工し、該楕円形のまゆ型シールドのセグメントで組み立てられるトンネルの周辺直線的部分はＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線やその他ＰＣ材料を現地で組立てセグメントを緊張することを要旨とするものである。
【０００８】
【作用】
本発明によれば、カッターディスク相互の非掘削領域にローラーカッターまたはツールビットを取付けたローラー状のカッターを配置してこのローラーカッター等により複数並設するカッターディスク相互の非掘削領域を切削して連続する平面的な掘削が行える。その結果、セグメント組立後の完成したトンネルはかもめ部の生じないものとなり、楕円形のまゆ型シールドでは周辺直線的部分をＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線やその他ＰＣ材料を現地で組立て緊張することで中柱のない構造とすることは可能であり、また、このように中柱がない構造のため、セグメントも１ピース当たりの形状を大きなものとすることができる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面について詳細に説明する。図１は本発明のシールド工法に用いるシールド機の１実施例を示す正面図、図２は同上斜視図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は同上Ｂ−Ｂ線で、前記従来例を示す図14と同一構成要素には同一参照符号を付したものである。
【００１０】
本発明で使用するシールド機も、前記従来例と同じくカッタービット５を植設した円形のカッターディスク１ａ，１ｂを並設する複円形シールド機２である。図示の例ではこの複数のカッターディスク１ａ，１ｂは図４にも示すように、側部を前後に重合させて左右にめがね型に並ぶようにした。
【００１１】
本発明はこれらカッターディスク１ａ，１ｂの相互の非掘削領域であるかもめ部に回転ドラムの周面にカッタービットを植設したローラーカッター６を配置し、このローラーカッター６での掘削軌跡の外周が前記カッターディスク１ａ，１ｂの掘削軌跡の外周に連続して全体に楕円型、いわゆるまゆ型に掘削できるようにする。このローラーカッター６に代えてツールビットを取付けたローラー状のカッターを配置してもよい。
【００１２】
シールド機の種類としては泥水式でも、土圧式でもよく、前記ローラーカッター６の直径、長さはカッターディスク１ａ，１ｂを並設した場合の複円形の中心距離より任意に変化させればよい。
【００１３】
図３、図４に示す例はシールド機としては泥水式の場合であり、１ａ，１ｂの背面側にはそれぞれチャンバー７ａ，７ｂを形成し、これに送泥管８と排泥管９を接続する。図中10ａ，10ｂはカッターディスク１ａ，１ｂのシャフトを示す。なお、土圧式の場合はこれら送泥管８と排泥管９に代えてスクリューコンベアを配設することになる。
【００１４】
このようにして本発明の複円形シールド機２で掘進する場合、カッターディスク１ａ，１ｂで切削した後で、これら複数並設するカッターディスク１ａ，１ｂの相互の非掘削領域はローラーカッター６により切削され、その結果、ローラーカッター６の掘削領域はこのカッターディスク１ａ，１ｂでの掘削領域と連続するものとなり、全体として楕円型、いわゆるまゆ型に掘削できる。
【００１５】
図５はカッターディスク１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを横に並べて、図１のものよりもかなり横長のものとした。
【００１６】
次にこのような複円形シールド機２で掘進して組み立てるセグメント14を図１の楕円形のまゆ型シールドの場合について説明する。セグメント14で組み立てられるトンネルの断面形状は周辺中央に直線部14ａを有するものとなるが、図６に示すようにこの直線部14ａの内側にＰＣ鋼棒11を添え梁的に沿わせてこれを定着部12で緊張することにより小口径では中柱の不要なものとすることができる。
【００１７】
なお、セグメント14は前記ＰＣ鋼棒11の添え梁的効果を期待するためにこれを千鳥状に配置するものとする。また、ＰＣ鋼棒11により原則的に組立後にプレストレスをかけるものとするが、形状の小さいもの、工場でプレストレスが可能なものは工場でプレキャスト化する。
【００１８】
図７は他の実施例を示すもので、前記直線部14ａにＰＣ鋼線13やＣＦＲＰ（カーボンファイバーレインフォースドプラスチック）等の線材を配置してこれを定着部12で緊張することにより同様に小口径では中柱の不要なものとすることができる。
【００１９】
図８、図９は大口径の場合であるが、この場合でも直線部の内側にＰＣ鋼棒11を沿わせてこれを定着部12で緊張すること、もしくはＰＣ鋼線13やＣＦＲＰ等の線材を配置してこれを定着部12で緊張することにより、上下の直線部間に立設する中柱15は任意の位置に設置することが可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のシールド工法は、推力増加や方向制御の障害となることもなく、まゆ型等の任意の異形断面の掘削ができ、しかも、完成するトンネルは小口径では中柱が不要となり、大口径でも上下部等に補強を施すことにより中柱がないものや中柱を任意の位置に設置することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシールド工法で使用するシールド機の第１実施例を示す正面図である。
【図２】本発明のシールド工法で使用するシールド機の第１実施例を示す斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２の同上Ｂ−Ｂ線である。
【図５】本発明のシールド工法で使用するシールド機の第２実施例を示す正面図である。
【図６】本発明のシールド工法でのセグメントの組立形状の第１例を示す正面図である。
【図７】本発明のシールド工法でのセグメントの組立形状の第２例を示す正面図である。
【図８】本発明のシールド工法でのセグメントの組立形状の第３例を示す正面図である。
【図９】本発明のシールド工法でのセグメントの組立形状の第４例を示す正面図である。
【図１０】従来例を示す正面図である。
【図１１】従来例でのセグメントの組立形状の正面図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｅ…カッターディスク        ２…複円形シールド機
３…かもめ部                        ４…補強材
５…カッタービット                  ６…ローラーカッター
７ａ，７ｂ…チャンバー              ８…送泥管
９…排泥管                          10ａ，10ｂ…シャフト
11…ＰＣ鋼棒                        12…定着部
13…ＰＣ鋼線                        14…セグメント
14ａ…直線部                        15…中柱
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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