JP2000220399A - 大断面トンネルの構築方法とシールド掘進機 - Google Patents

大断面トンネルの構築方法とシールド掘進機

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JP2000220399A
JP2000220399A JP11026543A JP2654399A JP2000220399A JP 2000220399 A JP2000220399 A JP 2000220399A JP 11026543 A JP11026543 A JP 11026543A JP 2654399 A JP2654399 A JP 2654399A JP 2000220399 A JP2000220399 A JP 2000220399A
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tunnel
shell
shield
hollow
constructing
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JP11026543A
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English (en)
Inventor
Osamu Mochizuki
Taiji Morita
修 望月
泰司 森田
Original Assignee
Taisei Corp
大成建設株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】通常使用する小断面の円形シールド掘削機によ
り、簡単な方法で大断面のトンネルを構築することがで
きる、大断面トンネルの構築方法を提供する。 【解決手段】シールド掘進機の内部において、シールド
掘進機の断面形状とは異なる形状の中空壁体を組み立
て、この中空壁体に反力を取ってシールド掘進機を押し
出すシールド掘進機を使用する。このシールド掘進機に
よって地中に帯状外殻を構築し、この帯状外殻を隣接し
て構築することによって地中に大断面トンネルの外殻を
形成し、その外殻によって包囲した範囲を掘削して行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大断面トンネルの
外郭を構築後、外郭構造物により囲まれた内部を掘削し
て大断面トンネルを構築する、大断面トンネルの構築方
法とシールド掘進機に関する。
【0002】
【従来の技術】大断面のトンネルを構築する場合、従来
は開削方法によって行われていた。この開削方法では、
都市部における施工が困難であることから、最近はシー
ルド掘削機により大断面のトンネルを構築する方法が行
われている。そのため、トンネル断面に合わせた大断面
シールド掘削機により掘進し、大型セグメントを組立て
て構築する。
【0003】しかしこの方法では、大断面シールド掘削
機の製作費に莫大な費用を要し、さらに大型セグメント
の搬入、組立てに伴う発進立坑の大型化、エレクターの
大型化等、全ての点において工事費がかさむものとなっ
ていた。
【0004】前記問題点を解決するため、大断面トンネ
ルの外郭を複数の小断面矩形シールド掘削機により先行
掘削し中空壁体で覆工後、これら中空壁体相互を接続・
連結して外郭構造物を構築し、外郭構造物により囲まれ
た内部を掘削・排除して大断面トンネルを構築する方法
がある。この場合、複数の小断面シールド掘削機は偏平
な矩形断面のシールド掘削機が使用されているため、掘
進時の蛇行の修正、中空壁体相互の接続・連結作業等煩
雑な作業を伴い、作業効率、経済性等の点において問題
があった。
【0005】
【本発明の目的】本発明は上記従来の問題点を解決する
ためになされたもので、通常使用する小断面の円形シー
ルド掘削機により、簡単な方法で大断面のトンネルを構
築することができる、大断面トンネルの構築方法を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明は、大断面トンネルの外郭を構築
後、外郭構造物により囲まれた内部を掘削して大断面ト
ンネルを構築する方法であって、シールド掘進機の内部
において、シールド掘進機の断面形状とは異なる形状の
中空壁体を組み立て、この中空壁体に反力を取ってシー
ルド掘進機を押し出すことによって地中に帯状外殻を構
築し、この帯状外殻を隣接して構築することによって地
中に大断面トンネルの外殻を形成し、その外殻によって
包囲した範囲を掘削して行う、大断面トンネルの構築方
法を特徴とする。
【0007】さらに本発明は、シールド掘進機の内部
で、セグメントを使用してシールド掘進機の断面形状と
は異なる形状の中空壁体を組み立て、シールド掘進機の
背面には、中空壁体が通過する通路と、掘削跡を充填す
る注入口を設けた、シールド掘進機を特徴とする。
【0008】
【本発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、本発
明の実施形態の一例について説明する。
【0009】<イ>前提条件。 本発明の方法は、まず大断面トンネルの外郭を構築し、
その後にこの外郭により囲まれた内部を掘削して大断面
トンネルを構築する方法である。
【0010】<ロ>使用するシールド掘進機。 従来のシールド掘進機では、機体の坑口側の内部でセグ
メントを組み立て、そのセグメントリングに反力を取っ
て押し出す構造であり、その坑口側の端面は全面が開放
してある。しかし本発明のシールド掘進機1は筒体の背
面は基本的には背面板11によって閉鎖してある。そし
て閉鎖した背面板11の一部には、後述する中空壁体2
(セグメントを組み立てた後の、従来のセグメントリン
グに相当する)が通過する中空壁体通路12を開設して
ある。すなわち、本発明の方法に使用するシールド掘進
機1は、機体の断面形状とは異なる形状の中空壁体2を
組み立て、この中空壁体2に反力を取ってシールド掘進
機1を押し出す点を特徴とする。さらにシールド掘進機
1の背面板11には裏込注入口13を開口する。この注
入口13はシールド掘進機1が掘削した掘削跡を充填す
るためのものである。さらに、この通路を開口したシー
ルド掘進機1背面板11は、シールド掘進機1の中心軸
を横断する面上で回転自在に構成することも可能であ
る。
【0011】<ハ>中空壁体2の構造。 中空壁体2はセグメントピース21を組み立てた後の構
造体であり、従来のセグメントリングに相当するもので
ある。ただし前記したようにシールド掘進機1の断面形
状とは異なる形状である点が相違する。この中空壁体2
は外形が円弧状、矩形状などの箱体である。そして一方
の端面から他方の端面に貫通する通路22を備えてい
る。中空壁体2はセグメントピース21の組み合わせに
よって構築してあるから中空壁体2の内部の通路22
は、作業員の往復の通路およびセグメントを先端まで送
るための台車、裏込材の注入装置などの通路を兼ねてい
る。この中空壁体2を順次接続すると、中空壁体2より
なる帯状外殻3を地中に構築することができる。この帯
状外殻3が大断面トンネル4の外殻の一部を構成する。
【0012】<ニ>帯状外殻3の構築。 以上のシールド掘進機1と中空壁体2を使用して掘進す
る方法を説明する。発進立坑Aから到達立坑Bに向けて
シールド掘進機1の掘進を行う。掘削土砂は、中空壁体
2内部の通路22を通した排出管などによって発進立坑
Aから排出する。シールド掘進機1の掘進に応じて、そ
の掘進機1の内部に運び込んだセグメントピース21を
組み立てて中空壁体2を形成し、すでに組み立ての終わ
っている中空壁体2に連結する。1リング分の中空壁体
2の組み立てを終わったら、その中空壁体2に反力を取
ってシールド掘進機1のジャッキを伸長してシールド掘
進機1を前進させる。こうして中空壁体2を連結した帯
状外殻3が地中に構築される。掘進機1はその断面と同
一の範囲を掘削してしまう。そこで、帯状外殻3以外の
掘削跡はシールド掘進機1の背面の注入口13から吐出
する裏込材14によって充填する。シールド掘進機1が
到達立坑Bに到達すれば、地中には発進立坑Aから到達
立坑Bに至る1本の帯状外殻3が構築できる。この帯状
外殻3は大断面トンネル4の外殻の一部を構成するもの
である。
【0013】<ホ>次の帯状外殻3の構築。 最初の帯状外殻3にそって、再度、同様の工程で発進立
坑Aから到達立坑Bまでのシールド掘進機1を通過さ
せ、隣接する帯状外殻3を地中に構築する。その場合に
大断面トンネル4の断面形状が円形である場合には、先
行して構築した帯状外殻3に対して、曲率半径が同一の
中空壁体2を同一の円周上の位置に構築する。
【0014】<ヘ>シールド掘進機1の転用。 そのために最初のシールド掘進機1のテール部の背面板
11を所定角度だけ回転して中空壁体2の通路を回転さ
せて、再度発進立坑Aに運搬して使用することもでき
る。しかし大断面トンネル4の外殻を例えば10分割し
て10台のシールド掘進機1で同時に、あるいは多少前
後させて掘進させれば、装置の製造費は高額となるが、
工期を短縮することができる。以上の掘進を繰り返して
多数の帯状外殻3を隣接させて地中に構築し、大断面ト
ンネル4の外殻を構成する
【0015】<ト>外郭内部の掘削。 多数の帯状外殻3を円形、矩形状に隣接して設置した
ら、帯状外殻3の間をロングボルト31やPCケーブル
32によって一体化して外殻を構築する。中空壁体2の
内部の通路にコンクリートを充填することもできる。こ
うして多数の帯状外殻3によって地中に円形あるいは矩
形の外殻を構築し、その後に外殻で包囲された範囲を掘
削して大断面トンネル4の構築を行う。
【0016】
【発明の効果】本発明の構築方法と装置は以上説明した
ようになるから、次のような効果を得ることができる。 <イ>大断面トンネル4の外殻を分割した状態の帯状外
殻3を地中に構築し、その帯状外殻3群で包囲した範囲
を掘削する方法である。したがって円形断面、矩形断面
だけでなくどのような形状、寸法の外殻も構築すること
ができる。 <ロ>大断面トンネル4を構築するための巨大なシール
ド掘削機を特別に製作する必要がなく、小型のシールド
掘進機1を使用できるので、経済的な施工を行うことが
できる。 <ハ>円形の従来シールド掘削機を改良して使用できる
ので、経済的な施工を行うことができる。 <ニ>内部に通路等を設けた中空壁体2を使用するの
で、従来のシールド掘削機と同様に安全な施工を行うこ
とができる。 <ホ>中空壁体2で大断面トンネル4の外殻を構築した
後、PCケーブル等により緊張・締結し、通路等にコン
クリート充填する方法であるため、大断面で剛性の高い
外殻構造を構築することができる。 <ヘ>複数のシールド掘削機を同時に推進させれば、工
期を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法により大断面トンネルの外郭を構
築している状況を示す説明図。
【図2】完了後の大断面トンネルの説明図。
【図3】本発明で使用するシールド掘削機の説明図。
【図4】本発明で使用するシールド掘削機の説明図。
【図5】本発明で使用するセグメントの説明図。
【図6】施工中の状況を背面から見た説明図。
【図7】帯状外殻によって大断面トンネルの外殻を形成
した状態の説明図。
【図8】外殻を固定する状態の説明図。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】大断面トンネルの外郭を構築後、外郭構造
    物により囲まれた内部を掘削して大断面トンネルを構築
    する方法であって、 シールド掘進機の内部において、 シールド掘進機の断面形状とは異なる形状の中空壁体を
    組み立て、 この中空壁体に反力を取ってシールド掘進機を押し出す
    ことによって地中に帯状外殻を構築し、 この帯状外殻を隣接して構築することによって地中に大
    断面トンネルの外殻を形成し、 その外殻によって包囲した範囲を掘削して行う、 大断面トンネルの構築方法。
  2. 【請求項2】大断面トンネルの外郭を構築後、外郭構造
    物により囲まれた内部を掘削して大断面トンネルを構築
    する方法であって、 発進立坑から到達立坑までのシールド掘進機の1回の掘
    進によって、トンネルの外殻の一部の帯状外殻を地中に
    構築し、 再度の発進立坑から到達立坑までのシールド掘進機の1
    回の通過によって、トンネルの外殻の他の一部の帯状外
    殻を地中に構築し、 以上の掘進を繰り返して多数の帯状外殻を地中に構築
    し、 構築した多数の帯状外殻によって、地中に外殻を構築
    し、 この外殻の連結体で包囲された範囲を掘削して行う、 大断面トンネルの構築方法。
  3. 【請求項3】外殻の一部を構成する帯状外殻は、 一方の端面から他方の端面に貫通する貫通路を備えた中
    空の中空壁体によって構成する、 請求項1記載の大断面トンネルの構築方法。
  4. 【請求項4】シールド掘進機が地中にトンネル外郭の一
    部である帯状外殻を構築するに際し、 シールド掘進機
    が掘削した帯状外殻以外の掘削跡は、シールド掘進機か
    ら吐出する注入材によって充填して行う、 請求項1記載の大断面トンネルの構築方法。
  5. 【請求項5】背面に帯状外殻を構成する中空壁体の通過
    する中空壁体通過路を開設し、 かつこの通過路を開口したシールド掘進機背面を、シー
    ルド掘進機の中心軸を横断する面上で回転自在に構成し
    たシールド掘進機を使用して行う、 請求項1記載の大断面トンネルの構築方法。
  6. 【請求項6】シールド掘進機の内部で、 セグメントを使用してシールド掘進機の断面形状とは異
    なる形状の中空壁体を組み立て、 シールド掘進機の背面には、中空壁体が通過する通路
    と、 掘削跡を充填する注入口を設けた、 シールド掘進機。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007224521A (ja) * 2006-02-21 2007-09-06 Taisei Corp トンネル接合用の接合部材および大断面トンネル
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