(57)【要約】【課題】土被りが浅いシールドトンネルの掘進の際にも地山に悪影響を与えることのないシールド掘進方法及び装置を提供する。【解決手段】シールド掘進機１は、前端部に地山を掘削するカッタ３を有し、本体の外殻を構成するスキンプレート１３の上部表面には、ほぼ全面に亘って複数枚のシート１５が設置されている。機内側にシート１５を繰り出し可能に収納するシート収納部１９及びシート１５を連続的に繰り出すシート繰出部２１が備えられ、スキンプレート１３には、隣り合うもの同士が一直線に並ぶないようにジグザグに配置されたシート１５の引き出し口が設けられている。【選択図】図２
2006307643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機の掘進に伴って複数枚のシートを順次繰り出し、該複数枚のシートを地山と前記シールド掘進機の外周面との間に介在させるシールド掘進方法であって、
前記複数枚のシートのうち隣り合うもの同士を、前記シールド掘進機のスキンプレートに設けた一直線に並ばない引き出し口から機外側に繰り出すことを特徴とするシールド掘進方法。
【請求項２】
シートを繰り出し可能状態で格納するシート格納手段と、
シールド掘進機の前部側に設けられて前記シート格納手段に格納されたシートをシールド掘進機の掘進に伴って、前記シールド掘進機のスキンプレートに設けた一直線に並ばない引き出し口から機外側に繰り出すシート繰出部と、
を備えたことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項３】
前記シート繰出部は、止水手段を備えることを特徴とする請求項２記載のシールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシールド掘進方法及び装置に関し、特に掘進時に地山に悪影響を与えることのないシールド掘進方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド掘進機は円形又は矩形断面等の外殻を有し、先端部に設けられたカッタで地山を保持して地山の崩壊を防ぎながら地中を掘進する。掘進動作は、推進ジャッキで既設セグメントに反力を取ってシールド掘進機を前方に推進させると共に、カッタで地山を掘削する。そして、この掘進の際には、スキンプレートと呼ばれるシールド掘進機の外殻が地山と接触しているので、スキンプレートと地山との間で摩擦力が発生し、シールド掘進機はこの摩擦力に抗して前進することになる。
そして、従来のシールド掘進機においては、スキンプレートと地山が直接接触しており両者の間に摩擦力が発生し、シールド掘進機周辺地盤にはスキンプレートからシールド掘進機の進行方向の力が作用する。このため、土被りが浅いシールドトンネルの場合、シールド掘進機周辺地盤の変状により地表面の沈下及び陥没につながるという問題があった。
この現象は例えば、多連式のシールド掘進機、矩形断面のシールド掘進機といった水平面積の大きいシールド掘進機の場合に顕著となる。
【０００３】
そこで、シールド掘進機本体の先端付近の外周部に潤滑材注出口を設け、本体外周部と地山との間に潤滑材を注出する発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、シールド掘進機の内部から気泡を吐出させ、シールド掘進機の外周部と地山との間に気泡を介在させながら掘進する発明が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】実願昭６１−０３８３４３号公報（実開昭６２−１５４０９２号）のマイクロフィルム（５〜８頁、図１）
【特許文献１】特開昭６１−１４２２９２号公報（２〜３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載された技術は、注出した潤滑材および吐出した気泡が、地山内に浸透したり、本体外周部の下面に向かって流れたりするため、特に本体外周部の上面において所望の潤滑効果が得られないことから、土被りが浅いシールドトンネルの掘進の際に、地山に悪影響を与えるという問題があった。
【０００５】
本発明は、本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、土被りが浅いシールドトンネルの掘進の際にも地山に悪影響を与えることのないシールド掘進方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係るシールド掘進方法は、シールド掘進機の掘進に伴って複数枚のシートを順次繰り出し、該複数枚のシートを地山と前記シールド掘進機の外周面との間に介在させるものであって、
前記複数枚のシートのうち隣り合うもの同士を、前記シールド掘進機のスキンプレートに設けた一直線に並ばない引き出し口から機外側に繰り出すことを特徴とする。
【０００７】
（２）本発明に係るシールド掘進機は、シートを繰り出し可能状態で格納するシート格納手段と、
シールド掘進機の前部側に設けられて前記シート格納手段に格納されたシートをシールド掘進機の掘進に伴って、前記シールド掘進機のスキンプレートに設けた一直線に並ばない引き出し口から機外側に繰り出すシート繰出部と、
を備えたことを特徴とする。
（３）また、前記（２）において、前記シート繰出部は、止水手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
よって、本発明においては、複数枚のシートを順次繰り出してスキンプレートと地山との間にシートを介在させて掘進するから、掘進時に地山がスキンプレートからの摩擦力による悪影響を受けることがない。また、シートの引き出し口を、隣り合うもの同士が一直線に並ばないようにしているから、一直線に並んだときのようなスキンプレートの強度が弱くなることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は本発明の一実施の形態の平面図、図２は側断面図、図３は図１における矢視Ａ−Ａ断面図、図４は図２における矢視Ｂ−Ｂ断面図である。なお、図４において本件発明の説明に不要と思われる部分は省略してある。
まず、図１〜図４に基づいてシールド掘進機を含めて全体構成を概説する。
１は矩形断面のシールド掘進機であり、前端部に地山を掘削するカッタ３を有し、また本体内部には、図２に示すように、掘削土砂を排出する排土管５、本体を推進させる複数のシールドジャッキ７、セグメントの組立をするエレクタ装置９を備えている。
１１はシールド掘進機１の後方に設置されてエレクタ装置９にセグメントを供給するセグメント供給装置、１２はエレクタ装置９で組み立てられた既設セグメントである。
【００１０】
１３はシールド掘進機１の本体の外殻を構成するスキンプレートであり、スキンプレート１３は、図４に示すように、４隅及び上下面の中央部に円弧状の突出部が形成されている。
１５はスキンプレート１３の上部表面にほぼ全面に亘って設置された複数枚のシートである。シート１５は後述するシート格納装置から順次繰り出されたものである。シート１５の材質は例えばゴム、塩化ビニル、布等が考えられるが、いかなる材質のものを使用するかは、トンネル掘削断面積、形状、土被り等の条件により決定する。
【００１１】
１７は機内側に設置されて掘進に同期してシート１５を繰り出すシート繰出装置であり、シート１５を繰り出し可能に収納するシート収納部１９及びシート１５を連続的に繰り出すシート繰出部２１を備えている。
シート繰出装置１７はシールド掘進機１の前端部に幅方向に複数設置されているが、両端部は補助カッタを設置している関係から少しだけ後方にずらして設置してある（図３参照）。
また、両端部以外のものについても、シート１５の引き出し口をスキンプレートに設ける関係から、隣り合うもの同士が一直線に並ぶとその部分だけスキンプレート１３の強度が弱くなることを考慮してジグザグにずらしてある。
【００１２】
シート収納部１９は、機内側の上部に設けられ、回転可能な円筒にシートを巻回した構成であり、シート１５を引っ張るとその張力により円筒が回転してシートを順次繰り出す構成である。
２０はシート収納部１９に巻き回されたシート１５をシート繰出部２１に案内するガイドローラである。
【００１３】
図５は図２における円イで囲んだ部分の拡大図、図６は図５に示した部分を機内側から見た図である。
図５、図６に基づいてシート繰出部２１の構成を説明する。２３はシート１５をガイドするガイド部材であり、シート１５と接触する面が凸状の円弧面に形成されている。ガイド部材２３は下部側２３ａがスチール製で、上部側２３ｂがゴム製になっている。
上部側２３ｂをゴム製にしたのは、後述のカバー体３１との密着性を良くして止水性を向上させるためである。
【００１４】
ガイド部材２３は、スキンプレート１３に固定された取り付け部２５にシム２７を介してボルト２８によって取り付けられている。
２９は下部側２３ａと取り付け部２５との間に介装されたシール部材である。
【００１５】
３１はガイド部材２３に対向して設置されたカバー体である。カバー体３１におけるガイド部材２３に対向する面は、ガイド部材２３の凸状の円弧面に沿うような凹状の円弧面に形成されている。
カバー体３１は、スキンプレート１３に固定された取り付け部３３にシム３５を介してボルト３６によって取り付けられている。
３７はカバー体３１と取り付け部３３との間に介装されたシール部材である。
【００１６】
上記のように構成されたシート繰出部２１の作用について説明すると、シート繰出部２１は、ガイド部材２３の湾曲面がシート１５を機内側から機外側に案内して該湾曲面に沿って機内側から機側に繰り出すと共に、ゴム製の上部側２３ｂがカバー体３１との隙間の止水をする。
【００１７】
次に、上記のように構成された本実施の形態の動作を説明する。
シールド掘進機を発進立坑内に設置し、この状態でシート１５をシールド掘進機１の上面を覆うように後端側まで引き出し、後端部を立坑内の仮セグメントに固定する。この状態で、シールド掘進機１を発進すると、シート１５は掘進に伴って順次引き出されて地山とシールド掘進機１のスキンプレート１３との間に設置される。
【００１８】
掘進中においては地山からの土圧がスキンプレート１３に作用することになるが、スキンプレート１３と地山の間にシート１５が介在して、なおかつシート１５は順次繰り出されるので、シールド掘進機１はシート１５の下を移動することになり、地山にはシールド掘進機１の掘進に伴う摩擦力が作用しない。よって、掘進に伴う地山への悪影響は全く出ないことになる。
【００１９】
一定の距離を掘進して、シート収納部１９のシート１５が無くなったら、新たなシートを準備して先行のシートの後端に接続して連続的に繰り出すようにする。
なお、発進立坑に設置した仮セグメントは撤去する必要があるが、シールド掘進機１がある程度掘進すればシート１５は既設セグメント１２と地山との間に挟まれるので、シート１５の後端部を固定していなくても順次繰り出すことが可能である。
【００２０】
図７はシート繰出部の他の態様の説明図、図８は図７の矢視Ａ−Ａ断面図、図９は図７の機内側から見た図である。図において、４１はシート繰出部、４３はシート１５の繰り出しをガイドするガイドローラ、４５はガイドローラ４３の両端部に設けられてガイドローラ４３を回転自在に支持する軸受部材、４７，４９はそれぞれガイドローラ４３の前後にガイドローラ４３を覆うように設置された第１，２カバー体である。第１，第２カバー体４７，４９はガイドローラ４３に対向する面が凹状の円弧面に形成されている。
【００２１】
第１，第２カバー体４７，４９は、スキンプレート１３に固定された取り付け部５１にシム５３を介してボルト５５によって取り付けられている。
５７は取り付け部５１と第１，第２カバー体４７，４９の間に介装されたシール部材である。
【００２２】
上記のように構成されたシート繰出部４１の作用について説明すると、ガイドローラ４３がシート１５を機内側から機外側に案内し、第１，第２カバー体４７，４９がガイドローラ４３とスキンプレート１３との隙間をシールする。シート１５の繰り出しに際しては、ガイドローラ４３が回転し、シート１５とガイドローラ４３は転がり接触となり、円滑な繰り出しが実現できる。
【００２３】
図１０はシート繰出部の他の態様の説明図、図１１は図１０の矢視Ａ−Ａ断面図、図１２は図１０の機内側から見た図である。図において、図７〜図９と同一又は対応する部分には同一の符号を付している。
この態様のものは、第１，第２カバー体４７，４９とガイドローラ４３との間にさらに第１，第２ガイドローラ６１，６３を設けたものである。
【００２４】
第１ガイドローラ６１を設けることにより、シート１５は繰り出しの際にその両面において転がり接触となり、摩擦が小さくなり、さらに円滑な繰り出しが実現される。
また、第２ガイドローラ６３を設けることにより、ガイドローラの回転を阻害することなくガイドローラ４３とカバー体４９との間のシールを確実にすることができる。
【００２５】
以上のように本実施の形態においては、シート１５を順次繰り出してスキンプレート１３と地山との間にシート１５を介在させて掘進するようにしたことにより、掘進時に地山がスキンプレート１３からの摩擦力による悪影響を受けることがない。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、複数枚のシート１５を繰り出す例を挙げたが、本発明はこれに限られるものではなく、シールド掘進機の外周面積が小さい場合には１枚のシートであってもよい。
また、必ずしも全面を覆わなくてもシールド掘進機の外周面の一部を覆えば一定の効果を奏することができる。
【００２７】
さらに、シート繰出部２１，４１のシールについては、例えばリップシールのような周知の手段を併用することもできる。
【００２８】
また、上記実施の形態においては扁平な横形矩形断面のシールド掘進機を例に挙げ、その上面側にのみシートを繰り出す例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、扁平な縦形矩形断面のシールド掘進機にも適用でき、またシールド掘進機の側面にシートを繰り出すようにしてもよい。
側面からシートを繰り出すようにした場合には、掘削中のシールドトンネルに近接する構造物への影響を防止できる。
【００２９】
さらに、扁平な矩形断面のシールド掘進機に限られず、多連式のシールド掘進機や円形断面のシールド掘進機にも適用できることは言うまでもない。
【００３０】
本発明は以上説明したように構成したので以下に示すような効果を奏する。
（ｉ）掘進に伴ってシートを順次繰り出し、該シートを地山とシールド掘進機の外周面との間に介在させながら掘進するようにしたので、シールド掘進機本体と地山とが直接接触することがなく、掘進時に地山に悪影響を与えることがない。
（ｉｉ）また、シールド掘進機の外周面とシートとの間に滑剤を注入するようにしたので、シートとシールド掘進機の外周面の摩擦抵抗が低減され、掘進を円滑に行うことができる。
（ｉｉｉ）また、シートを繰り出し可能状態で格納するシート格納手段と、シールド掘進機の前部側に設けられて前記シート格納手段に格納されたシートをシールド掘進機の掘進に伴って機外側に繰り出すシート繰出手段とを備えたことにより、掘進に伴ってシートを順次繰り出して、該シートを地山とシールド掘進機の外周面との間に介在させながら掘進することが可能となる。このため、シールド掘進機本体と地山とが直接接触することがなく、掘進時に地山に悪影響を与えることがない。
。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように本発明によれば、シールド掘進機本体と地山とが直接接触することがなく、掘進時に地山に悪影響を与えることがないから、各種シールト掘進機および各種シールド掘進方法に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るシールド掘進機の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るシールド掘進機の側断面図である。
【図３】図２における矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図４】図２における矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【図５】図２における楕円イで囲んだ部分の拡大図である。
【図６】図５に示した部分を機内側から見た図である。
【図７】本実施の形態におけるシート繰出部の他の態様の説明図である。
【図８】図７における矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図９】図７に示した部分を機内側から見た図である。
【図１０】本実施の形態におけるシート繰出部の他の態様の説明図である。
【図１１】図１０における矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図１２】図１０に示した部分を機内側から見た図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  シールド掘進機
１３  スキンプレート
１５  シート
１９  シート収納部
２１  シート繰出部
４１  シート繰出部
【図１】
2006307643.tif 000003
【図２】
2006307643.tif 000004
【図３】
2006307643.tif 000005
【図４】
2006307643.tif 000006
【図５】
2006307643.tif 000007
【図６】
2006307643.tif 000008
【図７】
2006307643.tif 000009
【図８】
2006307643.tif 000010
【図９】
2006307643.tif 000011
【図１０】
2006307643.tif 000012
【図１１】
2006307643.tif 000013
【図１２】
2006307643.tif 000014