シールド工法関連技術情報シート

大分類		小分類	技術項目	開発の狙い	技術の概要	実用化状況	参考文献	資料番号
1	急速施工	同時施工	掘進・セグメント組立同時施工シールドトータルシステム技術	・高速施工・セグメント搬送も含むトータルシステムとして高速化・掘進とセグメント組立を同時施工	・セグメント高速搬送システム・同時掘進のための自動方向制御システム（３分割圧力制御システム）・同時掘進対応型エレクター技術	・Ｈ７霞ヶ浦導水工事で実用化φ５．８１ｍ泥水	土木施工(99.2) 日経コンストラックション（96.3)（98.7)	資料1-1
			ハニカムセグメントを用いた同時施工シールド技術	・高速施工・掘進とセグメント組立を同時施工・同時施工に適した自動化エレクターの開発	・同時掘進対応型全自動セグメント組立ロボット・中折れによる同時施工時の方向制御システム	・H10中電桑名工区にて実用化φ4.84DK ・採用工事２件	建設の機械化(99.1)	資料1-2
			前胴首振りによる同時施工シールド工法(F-NAVIシールド工法） Front Navigateシールド工法	・シールドジャッキの選択によらない方向制御機構によるセグメント組立中の掘進	・シールド本体のフード部に首振り機構を搭載し、セグメント組立中にシールドジャッキ抜き位置の変化で発生するモーメントのアンバランスをうち消すように首を振って、計画線に乗った掘進を維持する技術	・H10実用化φ3.1m泥土圧	建設の機械化(00.4)	資料1-3
			ラチスジャッキ式同時施工シールド工法	・シールドジャッキの選択によらない方向制御機構によるセグメント組立中の掘進	・後胴内でセグメントを組立中に、前胴と後胴を繋ぐ６本以上のラチスジャッキで前胴を推進させる。・ラチスジャッキシステムはセグメント組立中の後胴の動きをキャンセルして前胴の向きを一定方向に保つ。	・H8実用化φ4.68m泥土圧		資料1-4
		セグメント組立	セグメント全自動組立装置技術	・高速組立・ﾄﾗﾌﾞﾙ時の早期復旧対応・組立精度の向上・作業の安全性	・高速組立機構・精位置決め機構・自己診断システム・セグメント自動供給装置	・S63建設省神奈川通り共同溝にて実用化・採用工事６件		資料1-5
				・高精度な組立て精度。効率的な締結・制御システム。高度な安全性、信頼性及び操作性。	・セグメント自動組立システムは、セグメント供給装置、エレクタ、ボルト締結装置から構成される。制御システムは通信ネットワークにより結合した構成となっており、3種の組立モードを設け、手動介入も可能な操作システムとし、組立状況監視、異常監視及び遠隔監視が可能である。	・Ｈ４実工事に採用・全自動採用５件・半自動採用３件		資料1-6
				・高速組立・自動化コストの縮減・作業の安全性	・空中受け渡し方式によるセグメント供給　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・粗位置決め機構・高速組立機構	・H2横浜市下水小机幹線にて実用化・採用工事９件	建設の機械化(93.5)	資料1-7
			高速セグメント自動組立位置決め装置技術	・一次覆工作業の高速化	・視覚センサを利用し、高速画像処理技術によりセグメントの段差・隙間量をリアルタイムに計測しながら締結位置あわせを行う技術	・H13実装機施工開始		資料1-8
		資材搬入	セグメント吊下ろし装置	・セグメント吊下ろしを安全で効率良く行う	・玉掛け不要、自動つかみ、自動開放荷振れなく定位置の供給可能	・鉄建公団神宮道トンネルで実用化		資料1-9
		資材搬入	坑内自動搬送システム	・複数の列車を自動運転し無人で行き交うことを可能にした高速搬送	・中央制御装置と各バッテリ機関車は、坑内無線システムを通じて常時データの送受信を行い、複数の機関車の運行を管理する。全列車の安全管理はすべて自動で行われており、人為的な運行管理は基本的に不要である。	・道志導水路早戸工区その２工事で実用化・以降２工事に採用		資料1-10
2	長距離施工	カッタビット交換	カッタヘッド反転式カッタビット交換技術 (クルンシールド)	・カッタヘッド上の全装備カッタビットを複数回交換可能とすることによる超長距離施工対応	・シールド本体内にカッタヘッドをスライド収納する球体殻を設け、外周スポークを収縮したカッタヘッドを収納後に球体殻ごと坑口に向けて反転し、機内で作業者が直接カッタビットを交換できる構造	・H9実工事適用（4.4kmの施工中に2.5km地点で交換実施）	建設機械(97.2)	資料2-1
			連鎖スライド式カッタビット交換技術（トレール方式）	・カッタスポーク上の装備カッタビットを複数回交換可能とすることによる超長距離施工対応	・カッタスポークに装備したガイドレール上に、連鎖状に連結したカッタビットを装備し、交換時には機内バルクヘッド中央にカッタビットスライド装置（収納箱）を装着してその中に連鎖ビットを油圧ジャッキで引き出し交換できる構造	・H14実機搭載準備中		資料2-2
			スポーク回転式カッタビット交換技術	・カッタスポーク上の装備カッタビットを２～３回交換可能とすることによる長距離施工対応	・シールド機内からの操作によりカッタースポークを回転させることにより、あらかじめ背面に取り付けたビットを前面に向け、ビット交換を行う。	・H9実用化・採用工事１件		資料2-3
			スポーク回転式カッタビット交換技術	・複数回のカッタービット交換による長距離施工。	・軸中心で回転可能なカッタスポークに複列のカッタビットを装備し、スポークの回転用突起に本体側ラックを押出して噛み合わせ、カッタヘッドの微速回転によりスポークを回転させて切羽に向かうカッタビットを置換できる構造	・H12実証機により作動実施		資料2-4
			スポーク内作業型カッタビット交換技術 (リレービット方式)	・カッタスポーク上の装備カッタビットを複数回交換可能とすることによる超長距離施工対応	・カッタスポーク内に作業空間を確保し、スポークの切羽側内壁に止水性を保ったまま取り出せる構造でカッタビットを装着し、いつでも作業者が任意のカッタビットにアクセスし交換・点検できる構造	・H13交換作業を公開実施		資料2-5
		長寿命テールシール	新テールシールシステム（ウレコンシール）	・長距離施工におけるテールシールの耐久性確保・対環境性向上	・従来のワイヤブラシシールを発泡ウレタンで包み、ブラシ繊維の脱落を防止・シール間充填材として充填性、環境性、経済性の高い無機材料を使用			資料2-6
3	掘削線形	急曲線	カッタ偏芯型急カーブシールド技術	・口径が大きくても超急カーブの実現できるマシン・カッタをカーブ内側にスライドして余掘りを最小限に抑える	・カッタスライド機構・スライド部の止水構造・テーパーフード構造・カッタ外周部の土砂取り込み機構・シールドジャッキ後胴付け	・S61横浜市下水寺尾子安幹線にて実用化　　・採用工事６件		資料3-1
		直角施工	タテヨコシールド技術	・立坑と横シールドを１台のマシンで掘進する	・タテヨコ方向転換用球体構造・タテシールド発進方法・ヨコシールド発進方法・タテヨコシールドの分離方法	・H5都下水花畑幹線にて実用化・採用工事６件	建設の機械化(92.4)他多数	資料3-2
			ヨコヨコシールド技術	・交差点で、直角にマシンの方向転換をする	・ヨコヨコ方向転換用球体構造・ヨコシールド発進方法・ヨコシールドの分離方法	・H4川崎市観音川工事にて実用化・採用工事２件	建設の機械化（94.9)他多数	資料3-3
			直角分岐シールド	・超急曲線施工の代替が可能。主要部品の流用により経済的。	・親機の外殻の一部に新素材コンクリートを採用。分岐地点まで掘進後、親機の主要部品を流用して組立てられた子機は、この部分を切削して直角に分岐掘進する。	・H6実用化・採用工事１件	・建設の機械化　　９６年２月号	資料3-4
			地下茎シールド	・分岐シールド用の立坑が不要。本線シールドと分岐シールドの同時施工による工期短縮。	・親機に子機の前胴部を内蔵して発進し、分岐地点まで掘進する。子機の発進口を開口し、後胴部を組立てた後、子機を発進させる。子機の仮発進後、両機の同時掘進が可能となる。子機の発進角度は、斜め或いは直角が可能。	・H6実用化・採用工事２件		資料3-5
		急勾配	急勾配シールド技術	・急勾配（上り・下り）でも施工可能なマシン	・後続牽引機構・セグメント搬入機構・逸走防止安全装置	・H1東電港北ｼｰﾙﾄﾞで日本最急勾配実績・最大上り２０％・最大下り２７％		資料3-6
		急勾配	上向きシールド技術	・既設トンネルから地上に向けて掘削を可能としたシールド	・上部切羽の安定機構・上向きシールドの発進方法・土砂の排土機構	・H13大阪市下水阪南幹線にて実用化・採用工事１件	建設機械と施工シンポジウム(H6)	資料3-7
4	大断面掘削および断面形状多様化	外周掘削	トンネル外殻先行施工技術(MMSTシールド工法) Multi Micro Shield Tunneling Method	・超大断面トンネルの経済施工	・扁平断面を有するシールドでトンネル外殻部を複数の小トンネルに分割して掘削し、小トンネルの接合と内部コンクリート充填を行って超大トンネルの外壁を構築した後に、超大トンネルの内部を汎用機で掘削するトンネル施工法	・H9実試験工事３工区（各２台のシールドで施工）に適用		資料4-1
		拡幅	拡大シールド工法	・既設トンネルをトンネル内から特殊シールドを用いて拡幅	・既設トンネルの覆工の一部を撤去し、既設トンネルを包含する大きさのリング状拡径シールドを組み立てる。・既設トンネルの外周側を掘削推進し拡径セグメントを組立ながら、既設トンネルの覆工を撤去していく。	・S59実用化・施工例８件	トンネルと地下(1988.9他)	資料4-2
		非円形掘削	任意断面シールド技術（ＤＰＬＥＸシールド） Developing Ｐarallel Link Excabating Shield Method	・平行リンク機構カッタにより任意な断面が切削可能となる（矩形・楕円・円形）・ビット摺動距離の短縮によりビット耐久性の向上	・平行リンクによるカッタ機構・余掘り機構・クロスビット・撹拌機構	・H6習志野菊田川矩形DPLEXにて実用化・採用工事１０件	ﾄﾝﾈﾙと地下(94.9)他多数	資料4-3
			矩形断面掘削シールド技術	・開削工法の適用が困難でかつ地下占有領域が制限される環境での、所要断面積トンネルシールド工事の可能化	・シールド本体が形成する矩形断面形状に内包される円形回転カッタに、大型余掘装置（スイングカッタ）を複数台装備し、円形カッタの回転角に応じて余掘装置の突出量を制御して矩形断面全体を掘削する装置	・H9試験工事に適用・H10同機を整備後延長工事に適用		資料4-4
			遊星カッター式ボックスシールド（ＰＬＡＮＥＴＡＲＹ工法）	・合理的な断面の地下構造物の築造。掘削土量の低減及びトンネル幅員の減少によるコスト縮減。	・メインカッターの回転に直結して、遊星カッターが機械的に所要断面を掘削する構造であり、複雑な制御を必要としない。様々な断面形状のトンネルに対応可能。多連化にも対応可能。	・H10実証実験を終了		資料4-5
			自由断面シールド工法	・使用目的に合致した形状のトンネル構築	・主カッタと共に回転しながら自転する遊星カッタの張り出しアーム長さを、主カッタの回転角度に応じて変化させることにより任意の断面形状を掘削する。	・H5実用化	建設の機械化(92.6)	資料4-6
			揺動式シールド工法(WAGシールド) Wagging Cutter Shield	・任意断面形状への対応・シールドののコスト低減	・長ストロークのコピーカッタによる矩形断面等非円形形状断面を掘削・油圧ジャッキによるカッタの揺動機構を採用し、シールド構造を単純化して機長を短縮	・施工完了３件・施工準備中２件		資料4-7
		重複円形掘削	同期カッタシールド技術（DOTシールド) Double O-Tube shield method	・所要断面のみの掘削による掘削掘削土量の減容・限られた占有領域に対応	・カッタを同一平面内で同期させながら回転させ、重複円形断面を掘削する。	・H3広島新交通システムで実用化・採用工事１１件	建設の機械化(92.5)他多数	資料4-8
			重複カッタシールド技術（ＭＦシールド） Multi-Face shield method	・所要断面のみの掘削による掘削掘削土量の減容・限られた占有領域に対応	・円盤状カッタ面盤の位置をトンネルの軸線方向位置を変えての並べ、重複円断面を掘削する	・S63実用化・施工実績３件	建設の機械化(89.6)	資料4-9
			着脱式３連シールド	・１台のシールドで駅間、駅部を掘削。セグメント組立は、新しい多関節型エレクタと移動式作業デッキの組合せで行う。	・駅間トンネル部は単円シールドで施工し、駅トンネル部は両側に側部シールドを取り付けて3連型シールドとして施工し、その後、側部シールドを取り外して再度単円シールドとして駅間トンネルを施工する。	・Ｈ8実用化・採用工事１件		資料4-10
			縦２連シールド	・単円形に比較して不要断面を少なくし、しかも２本のシールドトンネルを同時に施工することによるコスト縮減と工期短縮。	・シールドを縦に2機重ねた構造であるが、縦２連シールドでは、縦長比が大きく重心が高いことから、姿勢制御性の高い機構を採用。	・H7実証実験工事に採用・採用工事１件		資料4-11
			Ｈ＆Ｖシールド技術	・複数断面のシールドを螺旋掘進させることで横並列から縦並列への連続移行、或いは分岐掘進を可能とする。	・個別中折れ機構により、姿勢制御・方向制御が自由に行える。横並列から縦並列への連続移行が可能である。地中での切り離しにより、立坑を設けずに分岐トンネルの構築が可能。	・H1実証実験を終了・採用工事３件	・建設の機械化　　９０年５月号	資料4-12
			４心円泥水式シールド	・特殊異型断面（４心円）を掘削可能とし、特殊セグメントと中柱を特殊エレクタで組立。	・特殊異型断面（４心円）を掘削可能とし、両サイド部の上下個別中折れによりローリング修正可能。中央部・サイド部セグメントと中柱を特殊エレクタ装置により組立可能。	・H10実用化・採用工事１件		資料4-13
5	分岐・合流	地中接合	シールドトンネルの機械式地中接合技術（MSDシールド工法） Mechanical Shield Docking Method	・シールドトンネルの地中接合における止水を完全機械化することによる地盤改良費削減、工程短縮	・対向する両シールドが接合地点に到達後、両機のカッタヘッド外周部を収縮（伸縮スポーク）する。一方から接合用スリーブ（貫入リング）を突出し、他方に装備するゴムリング（受圧リング）に押し当てて固定し止水する。	・H4実工事において最初の接合・採用工事９件・最大適用径φ8m	建設の機械化(89.4)(97.4)他	資料5-1
			機械式地中接合技術（ＣＩＤ工法）	・トンネル接合時に地盤改良を削減するため、フードのラップと固化材の付着力により止水させ、工期短縮とコスト低減	・引き込み側シールドの引き込み機構・固化材注入機構・フードラップ部の止水機構・押し込み側シールドの貫入機構	・H7中電新名火工事にて実用化φ7.19ｍ・採用工事２件	第４１回プロジェクトリサーチ講習会(96.11)	資料5-2
			機械式地中接合技術 DKT工法（Direct ｄocＫing Tunnel 工法)	・トンネル接合時に接合部の止水を機械的に行うことによるコスト縮減と工期短縮。	・対向する貫入型、受入型シールドが接合地点に到達後、受入型シールドのカッタディスクを後退させ、貫入型シールドのオーバーカッタを縮めて受入型シールドの機内へ貫入させる。受入型のチューブシールを作動させて止水する。二次止水として接合部に充填剤を注入する。	・Ｈ６実証実験にて止水性を確認		資料5-3
		分離	親子シールド技術	・立坑分離を基本として、親子部品共用によるコスト縮減	・親子カッタ接合／分離・分離発進方法・親子部品共用	・H10営団7号線南麻布工区にて実用化　φ14.2ｍ泥水	日経コンストラクション(98.4)	資料5-4
		分離	縦２連分岐シールド	・縦２連の状態で掘進して地中での分岐後、2機の同時施工による工期短縮。	・縦２連シールドとして掘進し、地中での分岐後、2機のシールドとして同時掘進する。両シールドは単円で独立した構造としており、縦２連時の姿勢制御としてＨ＆Ｖシールドの独立中折れ機構を採用。	・H10実工事に採用・採用工事１件		資料5-5
6	施工管理	総合管理	シールド統合管理システム	・施工精度の向上、品質の確保	・掘削管理、自動測量、測量管理、方向制御の各サブシステムがある。・掘削管理：統計手法により分析し、現在の掘削状況を客観的に判断する。・自動測量：掘進姿勢を積算し、現在位置の設計との位置関係を表示する。・測量管理：手動の測量により出来形を管理する。・方向制御：自動測量の結果に基づき、ジャッキの選択パターンを提示する。	・H3実用化、土圧式、泥水式にて延べ１０件適用（埼玉高速鉄道埼玉、大門Ｔ他工事他）		資料6-1
		線形管理	シールド自動方向制御システム	・シールド機の方向制御の自動化	・自動測量システムおよびシールド機から得られた情報をもとに、掘進方向を自動制御するエキスパートシステムである。	・五日市シールドほか採用工事３件		資料6-2
		線形管理	自動掘進システム	・シールドの蛇行を大幅に減少	・ジャイロによる位置／姿勢計測部から送られてきたデータを計画線形と比較してシールドがこれから進むべき方向を選択し、その方向へシールドを向けるためのジャッキパターンを自動的に変更する。	・多数の実施例有り		資料6-3
		測量	自動測量システム	・トンネル施工中の測量作業の自動化	・ターゲット（発光ダイオード）を自動追尾式トータルステーションで計測し、シールド機の位置および姿勢角を計測する。	・第２南千住シールドほか採用工事２０件		資料6-4
		変状管理	リンク式変位計	・水平および鉛直方向の変位量を連続的に計測できる、安価で、コンパクトで、計測精度の高く、環境的影響を受け難い変位計	・計測区間の両端（不動点あるいは基準点）間にリンクパイプを解して複数個のリンク型変位計を接続し、水平方向と垂直方向の変位を連続線状に計測あうる。	・Ｈ１１以来２件の工事で実用化		資料6-5
		障害物管理	電磁波による前方探査技術	・密閉型シールドにおける切羽前方の異物、空洞、水脈、地層境界をシールド機内から探査	・電磁波を利用し、物質の有する比誘電率の差を検知・電磁波の発信器と受信機をカッタヘッドに装備し、カッタの回転によって得られるデータから異物や地層境界線を読みとる技術	・H6実用化・装備実績多数		資料6-6
7	その他	特殊用途シールド	障害物切断シールド技術	・ドレーン材を連続的に切断、排出可能なシールド	・ドレーン材高速切断カッタ機構・トレーン材切断用ブレードカッタ・ブレードカッタ交換機構・ドレーン材切削用カッタ構造（一文字カッタ）	・H7運輸省羽田空港鉄道トンネルにて実用化・採用工事２件		資料7-1
			障害物切断シールド技術	・ドレーン材を連続的に切断、排出可能なシールド	・ドレーン材の一次切断装置（ブレードカッタ）をカッタディスク前面に、またドレーン材のニ次切断装置（ニ軸切断機）を後方台車上に装備している。泥水中での交換が可能なブレードカッタ交換装置を搭載している。	・H7実用化・採用工事１件		資料7-2
			全断面薬注シールド技術	・マシン内より全断面切羽地盤改良が可能なシールド	・傾斜中空軸機構・切羽薬液注入装置の装備	・H6ＮＴＴ笹島とう道光ケーブル工事にて実用化		資料7-3
		排土性状改良	プラソイル工法	・土圧シールド工法における掘削残土の性状を改良	・土圧シールド機のスクリューコンベアに直結した土質改良装置で、掘削残土をダンプ運搬可能な状態に連続的に改良する。	・員弁川シールドほか採用工事２件		資料7-4
		一次覆工	直打ちコンクリートライニング工法（ＥＣＬ工法） Extruded Concrete Lining Method	・セグメントに変わる地山に密着した覆工　　周辺地山への影響の抑制	・従来のセグメントを使用せずシールドテール部で場所打ちコンクリートによる覆工を構築するライニング工法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・シールドの掘進と同時にフレッシュコンクリートを打設加圧し、周辺地山の緩みを抑制し、地山に密着した覆工体を構築	・岡南共同溝　他で実用化		資料7-5
		一次覆工	同時注入冷却システム	・同時注入の閉塞防止	・裏込め注入材の温度を低下させることにより付着強度及び一軸圧縮強度が大幅に小さくなる特性を利用して同時注入管内の注入材の温度を低温に制御し、硬化速度と注入管への付着力を低下させることによって、この洗浄・搬出作業を大幅に削減する。	・ＭＭ新線他多数で実用化		資料7-6
		負荷軽減	任意断面シールド技術（ＤＰＬＥＸ）	・ビット摩耗量の軽減、カッタトルクの軽減。	・平行リンクによるカッタ機構を採用。クロスルーフビットを採用。加泥材と掘削土の効果的攪拌。オーバーカッタ方式による余掘装置。砂礫層対応型のＤＰＬＥＸシールド。	・H11実用化・採用工事１件		資料7-7
		内部構築	シールド坑内インバートコンクリート均し機	・地下鉄シールドでのインバートコンクリートの均し作業の自動化	・枕木の下に設置した走行レール内を移動しながら、インバートコンクリート表面の均し作業を行う。	・営団地下鉄後楽工区で実用化	建設の機械化(H6.6)	資料7-8
		立坑	ＮＯＭＳＴ工法　　　 (発進／到達工法） Novel Material Shield-cuttable Tunnel-wall System	・環境保全、省力化、安全性と工期の短縮を目指した新しいシールドの発進／到達システム	・坑口部の土留壁をシールドのカッタビットで直接切削可能な新素材コンクリートによる壁体化を図ることにより、シールドによる直接発進・到達を行う工法	・福岡市高速鉄道３号線渡辺通北工区(2)建設工事（ＮＯＭＳＴ研究会）	ジオスペースの開発と建設機械（p.180～181 (社)日本建設機械化協会）	資料7-9