JP2001227300A - トンネル埋め戻し装置及び工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル埋め戻し装置及び工法において、ト
ンネル埋め戻し作業時の胴体内への浸水を確実に阻止可
能としてシール性の向上を図る。 【解決手段】 胴体１１を前胴１２、中胴１３、後胴１
４により構成し、前胴１１と既設トンネルＴとの間を前
部シール装置６１によりシールした状態で、推進ジャッ
キの伸長により前胴１２及び中胴１３を前進してカッタ
ヘッド１７により既設トンネルＴの外周辺を掘削すると
同時に、胴体１１内の作業空間にて既設トンネルＴを解
体し、推進ジャッキの収縮により後胴１４を前進し、後
方の空間部に埋め戻し材を充填してトンネルを埋め戻す
ようにし、この前部シール装置６１を第１加圧式シール
部材６２と、第２、第３加圧式シール部材６３，６４
と、シール部材６５とで構成し、第１加圧式シール部材
６２をシールスライドジャッキ７２により移動可能とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中に埋設されて
いるトンネル構造体を解体して埋め戻すため作業に適用
されるトンネル埋め戻し装置及び工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】既に地中に構築されているトンネルを撤
去して埋め戻す装置及び工法としては、例えば、特開平
４−７４９０号公報に記載された「トンネル埋め戻し方
法及びシールド埋め戻し装置」がある。

【０００３】この公報に記載された「トンネル埋め戻し
方法及びシールド埋め戻し装置」に開示されたものは、
セグメント（トンネル）の外径に嵌合する内筒が設けら
れると共にこの内筒に隔壁をもって外殻が連結され、こ
の内筒と外殻との間の隔壁の前方に円環状のカッタ（面
板）が設けられる一方、隔壁の後方に推進ジャッキが設
けられ、外殻内にセグメントを破断するコアカッタと、
後方に埋戻材を噴出する打設管とが設けらたものとなっ
ている。

【０００４】従って、モータによりカッタを回転した状
態で、推進ジャッキによって内筒及び外殻を前進するこ
とで、カッタによりセグメントの外周辺を円環状に掘削
し、装置が前進して形成された空間部に打設管から埋戻
材を噴出して埋め戻す一方、コアカッタにより既設のセ
グメントを破断して解体撤去することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トンネル構
造体が埋設されている地盤が軟弱である場合、あるい
は、シールド埋め戻し装置が泥水式である場合には、装
置の胴体と解体するトンネルとの嵌合部から泥水が胴体
の内部に浸入するのを防止する必要がある。ところが、
上述した従来のシールド埋め戻し装置にあっては、トン
ネルを構成するセグメントの外周面には内筒の内周面が
摺動自在に嵌合しているだけで、シール部材等が装着さ
れてはおらず、外殻内への浸水を確実に防止することが
できない。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、トンネル埋め戻し作業時の胴体内への浸水を確
実に阻止可能としてシール性の向上を図ったトンネル埋
め戻し装置及び工法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明のトンネル埋め戻し装置は、地中に
埋設された円筒形状をなすトンネル構造体を撤去して埋
め戻す装置であって、前記トンネル構造体より大径の円
筒形状をなす胴体と、該胴体の前部に回転自在に支持さ
れて前記トンネル構造体の外周辺を掘削可能なカッタを
有する旋回体と、周辺の地盤あるいは前記トンネル構造
体から推進反力を得て前記胴体を前進させる推進手段
と、前記胴体の内周面と前記トンネル構造体の外周面と
の間に配設された前後一対の加圧式シール部材を有する
シール手段と、該一対の加圧式シール部材のうちの一方
を掘進方向前後に移動可能なシール部材移動手段と、前
記胴体内の作業空間から前記トンネル構造体を解体する
解体手段とを具えたことを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項２の発明のトンネル埋め戻し
装置では、前記一方のシール部材はリング形状をなして
前記シール部材移動手段により移動可能であり、前記胴
体の内周面に摺接して止水可能な第１シールと、内部に
流体が供給されて膨張することで該第１シールに対して
前記トンネル構造体の外周面に密着して止水可能な第２
シールとを有する一方、前記他方のシール部材はリング
形状をなして前記胴体の内周面に固定されると共に、内
部に流体が供給されて膨張することで前記トンネル構造
体の外周面に密着して止水可能であることを特徴として
いる。

【０００９】また、請求項３の発明のトンネル埋め戻し
装置では、前記一方のシール部材を構成する前記第２シ
ールは前記胴体の周方向に沿った無端のゴム管であっ
て、内部に流体が供給されて膨張することで前記トンネ
ル構造体の外周面に面接触して止水可能であることを特
徴としている。

【００１０】また、請求項４の発明のトンネル埋め戻し
工法は、胴体を地中に埋設されたトンネル構造体の外周
端部に嵌合し、まず、該胴体の内周面と該トンネル構造
体の外周面との間に配設された前後一対のシール部材の
うちの一方を膨張して他方を収縮した状態で、前記胴体
を前進してカッタを回転することで前記トンネル構造体
の外周辺を掘削し、このとき、前記一方のシール部材の
外周面が該胴体の内周面に摺接して内周面が前記トンネ
ル構造体の外周面に密着して止水し、その後、前記カッ
タが所定距離掘削したら前記胴体を停止し、次に、前記
一方のシール部材を収縮して他方のシール部材を膨張し
た状態で該一方のシール部材を前進させ、このとき、前
記他方のシール部材が前記胴体の内周面及び前記トンネ
ル構造体の外周面に密着することで止水し、この動作時
に前記胴体内から前記トンネル構造体を解体すると共に
胴体の後方を埋め戻すことを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１２】図１に本発明の第１実施形態に係るトンネ
ル埋め戻し装置の概略断面、図２に図１のII−II断面、
図３に図１のIII−III断面、図４に前部シール装置を表
すトンネル埋め戻し装置の前部断面、図５に前部シール
装置を構成するシール部材の断面、図６に後部シール装
置を表すトンネル埋め戻し装置の後部断面、図７に逆流
防止装置を表すトンネル埋め戻し装置の後部断面を示
す。

【００１３】本実施形態のトンネル埋め戻し装置は、図
１乃至図３に示すように、既に地中に埋設されているト
ンネル構造体としての既設トンネルＴを解体して撤去す
ると同時に、この撤去した空間部を埋め戻すものであっ
て、本実施形態にて、この既設トンネルＴはボルトによ
り連結された鉄製のセグメントＳにより構成されてお
り、このセグメントＳの外周辺にはセメントモルタルが
挿入されている。

【００１４】このトンネル埋め戻し装置において、胴体
１１は既設トンネルＴの外径よりやや大径で円筒形状を
なす前胴１２と中胴１３と後胴１４とから構成されお
り、前胴１２と中胴１３とは外径がほぼ同じであるが、
後胴１４はやや小さくなっている。前胴１２の内側には
内筒１５が装着されると共に、後部にはリング形状の支
持壁１６が固定されており、前胴１２は前端部に外径が
ほぼ同径の旋回体としてのカッタヘッド１７が軸受１８
及びシール部材１９により旋回自在に装着されている。
このカッタヘッド１７は前端部に複数のカッタビット２
０とディスクカッタ２１が取付けられ、後端部に内歯の
リングギア２２が固定されている。一方、前胴１１の支
持壁１６には複数の駆動モータ２３が取付けられ、各駆
動モータ２３の駆動軸２４には一対の自在継手２５，２
６及び連結ロッド２７を介して駆動ギヤ２８が連結さ
れ、各駆動ギヤ２８はリングギア２２に噛み合ってい
る。

【００１５】従って、各駆動モータ２３を駆動すると、
駆動軸２４の駆動力が自在継手２５、連結ロッド２７、
自在継手２６を介して駆動ギヤ２８に伝達され、この駆
動ギア２８と噛み合うリングギア１８を介してカッタヘ
ッド１７を回転することができる。そして、このとき、
カッタヘッド１７と共に回転する複数のカッタビット２
０及びディスクカッタ２１により既設トンネルＴの外周
辺を掘削することができる。

【００１６】中胴１３は前端部がこの前胴１２の後端内
周部にシール部材２９により屈曲自在に嵌合しており、
この前胴１２の支持壁１６と中胴１３の支持壁３０との
間には複数の中折ジャッキ３１が架設されている。従っ
て、この複数の中折ジャッキ３１の伸縮ストロークを変
えることで、既設トンネルＴの既設方向に合わせて、中
胴１３に対して前胴１２を屈曲し、掘削方向を修正する
ことができる。

【００１７】後胴１４は前端部がこの中胴１３の後端内
周部に嵌合し、且つ、ガイドピン３２とガイド筒３３と
の嵌合により掘進方向に沿って移動自在となっており、
この中胴１３の支持壁３０と後胴１４の支持壁３４との
間には複数の推進ジャッキ３５が架設されている。従っ
て、この複数の推進ジャッキ３５を伸長することで、後
胴１４に対して前胴１２及び中胴１３等を前進すること
ができる。そして、この後胴１４の後部には周方向均等
間隔で複数のグリッパ３６が装着されており、油圧の供
給により外周面を掘削したトンネルの壁面に圧接するこ
とができる。また、後胴１４の後端部には隔壁３７が形
成され、この隔壁３７には既設トンネルＴを撤去した空
間部を埋めるための複数の埋め戻し材供給装置３８が装
着されると共に、埋め戻し材の充填状況を検査するため
の崩壊探査ジャッキ３９が装着されている。埋め戻し材
としては、砂に固化材を適宜配合したものが好ましい。

【００１８】また、胴体１１の中心部にはガイドビーム
４０が掘進方向に沿って配設されており、後端部が後胴
１４の支持壁３４に連結されている。そして、このガイ
ドビーム４０の前端部はカッタヘッド１７よりも前方の
既設トンネルＴの内部まで延設され、外周部に反力受け
リング４１が嵌合し、両者の間には牽引ジャッキ４２が
架設されている。この反力受けリング４１は径方向に沿
った複数のアーム４３を有し、先端部に装着されたグリ
ッパ４４がグリッパジャッキ４５により既設トンネルＴ
の内壁面に圧接自在となっている。なお、この反力受け
リング４１の更に前方には、図示しない反力受け部材が
既設トンネルＴを構成する既設セグメントＳに強固に固
定されており反力受けリング４１は反力受けロッド４６
を介してこの反力受け部材に連結されている。

【００１９】また、ガイドビーム４０の中間部には移動
リング４７が掘進方向に沿って移動自在に装着され、移
動ジャッキ４８により移動可能となっている。そして、
この移動リング４７には旋回リング４９が旋回自在に支
持され、旋回モータ５０により旋回可能となっており、
この旋回リング４９にはセグメント取り外し装置５１が
搭載されている。このセグメント取り外し装置５１は既
設セグメントＳ同志を連結するボルトを弛緩する図示し
ないボルト弛緩装置を有しており、径方向に移動して解
体したセグメントＳを把持し、所定の位置に載置する
と、図示しないホイストがセグメントＳを既設トンネル
Ｔの外に搬出するようになっている。

【００２０】更に、このガイドビーム４０内には送泥管
５２と排泥管５３とが配設され、一端部が上方あるいは
下方に折れ曲がって前胴１１と内筒１５との間を通って
前方に延設され、カッタヘッド１７の後方に開口する一
方、他端部が既設トンネルＴ内の前方まで延設されて外
部に掘削土処理設備に連結されている。なお、前胴１２
の支持壁１６には後退防止ジャッキ５４が、周方向等間
隔で複数装着されており、既設トンネルＴの端部のセグ
メントＳに押圧可能となっている。

【００２１】ところで、本実施形態のトンネル埋め戻し
装置では、軟弱地盤に埋設されたトンネルＴを撤去可能
であり、また、泥水を供給しながら掘削することから、
作業中に胴体１１内への泥水の浸入を確実に防止する必
要があるため、胴体１１の前部には既設トンネルＴとの
摺動部を止水する前部シール装置（シール手段）６１が
設けられている。また、本実施形態のトンネル埋め戻し
装置では、既設トンネルＴを撤去した空間部に埋め戻し
材を充填して埋め戻していくことから、作業中に胴体１
１内への泥水や埋め戻し材の浸入を確実に防止する必要
があるため、胴体１１の後部には中胴１３と後胴１４と
の嵌合部を止水する後部シール装置８１と、後胴１４と
掘削トンネル壁面とを止水して埋め戻し材の前方への逆
流を防止する逆流防止装置101が設けられている。

【００２２】この前部シール装置６１において、図４及
び図５に示すように、前胴１１の内筒１５の内周面に
は、第１加圧式シール部材６２と、第２、第３加圧式シ
ール部材６３，６４と、シール部材６５とが配設されて
いる。第１加圧式シール部材６２は、リング形状をなし
て内筒１５の内周面に対して掘進方向に沿って摺接可能
な前後一対のシール材６６，６７を有するスライド式シ
ールケース（第１シール）６８と、このスライド式シー
ルケース６８の内周側凹部６９に装着されてゴム製で管
状をなすと共に内部に流体（例えば、油、水等）を給排
することで膨張、収縮可能な中空シール（第２シール）
７０とから構成されている。そして、中空シール７０に
は流体を給排するための給排管７１が接続されている。
また、内筒１５の内側にはこの第１加圧式シール部材６
２の後方に位置して複数のシールスライドジャッキ（シ
ール部材移動手段）７２が周方向に均等間隔で配設され
ており、本体が第１加圧式シール部材６２のシールケー
ス６８に連結され、駆動ロッド７３の先端部が支持壁１
６，３０にブラケット７４，７５を介して連結されてい
る。

【００２３】従って、図示しない油圧給排装置により給
排管７１を通して第１加圧式シール部材６２の中空シー
ル７０内に油圧を供給するとこの中空シール７０が膨張
し、その膨張力によりこの中空シール７０が既設トンネ
ルＴの外周面に面で押圧密着して止水すると共に、スラ
イド式シールケース６８の各シール材６６，６７が内筒
１５の内周面に押圧密着して止水することができる。一
方、中空シール７０内から油圧を排出するとこの中空シ
ール７０が収縮し、この中空シール７０が既設トンネル
Ｔの外周面から離間することとなり、この状態でシール
スライドジャッキ７２を伸長することで、中空シール７
０を前方に移動することができる。

【００２４】また、第２加圧式シール部材６３は、舌片
形状をなして基端部が内筒１５に取付リング７６を介し
て固定されて先端部が後方に延出する舌片シール７７
と、内筒１５とこの舌片シール７７との間に装着されて
ゴム製で管状をなすと共に内部に流体（例えば、油、水
等）を給排することで膨張、収縮可能な中空部材７８と
から構成されている。そして、中空部材７８には流体を
給排するために内筒１５に形成された給排孔７９が接続
されている。

【００２５】従って、図示しない油圧給排装置により給
排孔７９を通して第２加圧式シール部材６３の中空部材
７８内に油圧を供給するとこの中空部材７８が膨張し、
その膨張力により舌片シール７７の先端部が既設トンネ
ルＴの外周面に押圧密着して止水することができ、中空
部材７８内から油圧を排出するとこの中空部材７８が収
縮し、舌片シール７７の先端部が既設トンネルＴの外周
面から離間することができる。

【００２６】なお、第３加圧式シール部材６４は第２加
圧式シール部材６３とほぼ同様の構造であり、給排孔７
９を介して油圧を給排することで、同期して膨張、収縮
させることができる。そして、シール部材６５は基端部
が内筒１５に固定されて先端部が後方に延出して常時既
設トンネルＴの外周面に押圧して止水している。

【００２７】また、後部シール装置８１において、図６
に示すように、前述したように、中胴１３の後端内周部
には後胴１４の前端部が嵌合し、両者は掘進方向に沿っ
て移動自在となっている。この中胴１３の後端内周面に
は周方向に沿ってシール収納凹部８２が形成され、この
シール収納凹部８２には後方にシール片８３を有するシ
ール部材８４が装着されている。一方、後胴１４の前端
外周面には周方向に沿ってシール収納凹部８５が形成さ
れ、このシール収納凹部８５には後方に２つのシール片
８６を有するシール部材８７が装着されている。そのた
め、中胴１３と後胴１４との嵌合時には、中胴１３のシ
ール部材８４のシール片８３が後胴１４の外周面に押圧
し、後胴１４のシール部材８７のシール片８６が中胴１
３の内周面に押圧することで、ここに嵌合空間部８８が
形成されることとなる。そして、この嵌合空間部８８に
は後胴１４の貫通孔８９を介してグリース供給路９０が
接続され、このグリース供給路９０には開閉バルブ９１
及びグリース供給源９２が接続されている。

【００２８】従って、推進ジャッキ３５を収縮すると、
中胴１３と後胴１４とが接近することで嵌合空間部８８
の容積が増加するときに、開閉バルブ９１を開放してグ
リース供給源９２によりグリース供給路９０を通して貫
通孔８９から嵌合空間部８８にグリースを供給するよう
にしている。このようにして嵌合空間部８８の容積増加
による負圧発生時に、シール部材８４のシール面から泥
水や埋め戻し材が内部に浸入するのを阻止している。な
お、推進ジャッキ３５を伸長時には、中胴１３と後胴１
４とが離間することで嵌合空間部８８の容積が減少する
が、このときは開閉バルブ９１を閉止することで、嵌合
空間部８８内のグリースはシール部材８４のシール面か
ら外部に押し出されるだけとなる。

【００２９】更に、逆流防止装置101において、図７に
示すように、後胴１４の後端部には本体部分１４ａより
も小径の小径部１４ｂが形成されており、この小径部１
４ｂの外周部にはリング形状をなす中空シール部材102
が配設され、前後端部が取付金具103，104及びボルト10
5，106より固定されている。そして、この中空シール部
材102には後胴１４の貫通孔107を介して油圧給排路108
が接続され、この油圧給排路108には開閉バルブ109及び
油圧給排源110が接続されている。

【００３０】従って、推進ジャッキ３５を伸長時には、
後胴１４に対して中胴１３が前進することで小径部１４
ｂが露出するため、このときに開閉バルブ109を開放し
て油圧給排源110より油圧給排路108を通して貫通孔107
から中空シール部材102内に油圧を供給して膨張させ、
外周面を掘削トンネルの内壁面に押圧するようにしてい
る。このようにして中空シール部材102を掘削トンネル
の内壁面に押圧することで、後胴１４の後端部の埋め戻
し材供給装置３８から埋め戻し材を吐出したときに、こ
の埋め戻し材が後胴１４の外周面と掘削トンネルの内壁
面との間から前方に逆流するのを阻止している。なお、
推進ジャッキ３５を収縮時には、中空シール部材102内
の油圧を油圧給排路108を通して油圧給排源110に戻すこ
とで、中空シール部材102の外径を本体部分１４ａと同
径とし、中胴１３内に収納可能としている。

【００３１】ここで、上述した本実施形態のトンネル埋
め戻し装置による既設トンネルＴの解体撤去してから埋
め戻す作業について説明する。

【００３２】図１に示すように、胴体１１の前部、つま
り、前胴１１及びカッタヘッド１７を地中に埋設された
既設トンネルＴの外周端部に嵌合し、複数のグリッパ３
６を掘削トンネルの内壁面に圧接することで胴体１１を
安定させ、また、グリッパジャッキ４５によりグリッパ
４４を既設トンネルＴの内壁面に圧接することで反力受
けリング４１を固定し、ガイドビーム４０を介して後胴
１４が掘削反力を受け止めることができるようにする。
更に、前部シール装置６１にて、各シールスライドジャ
ッキ７２を伸長して第１加圧式シール部材６２を前方に
移動させた状態で、中空シール７０内に油圧を供給して
膨張させ、中空シール７０を既設トンネルＴの外周面に
密着させると共に、スライド式シールケース６８の各シ
ール材６６，６７を内筒１５の内周面に密着させること
で止水する。一方、第２、第３加圧式シール部材６３，
６４の各中空部材７８内から油圧を排出して収縮させ、
舌片シール７７を既設トンネルＴの外周面から離間させ
る。

【００３３】この状態で、駆動モータ２３を駆動してリ
ングギア１８を介してカッタヘッド１７を回転しなが
ら、複数の推進ジャッキ３５を伸長して後胴１４から反
力を得ることで、前胴１２及び中胴１３を前進すると共
に、送泥管５２から前方に送水し、カッタヘッド１７に
装着された複数のカッタビット２０及びディスクカッタ
２１が既設トンネルＴの外周辺を掘削し、排泥管５３か
ら掘削土砂を排出する。この推進ジャッキ３５の伸長に
よる前胴１２及び中胴１３の前進時に、既設トンネルＴ
の既設方向に合わせて各中折ジャッキ３１の伸縮ストロ
ークを変えることで、前胴１２を屈曲して掘削方向を修
正する。

【００３４】そして、図４に示すように、この前胴１２
の前進により掘進時に、第２、第３加圧式シール部材６
３，６４は既設トンネルＴの外周面から離間している
が、第１加圧式シール部材６２が既設トンネルＴの外周
面及び内筒１５の内周面に密着することで止水してい
る。即ち、前胴１１の前進時に、この前胴１１の前進量
と同量だけシールスライドジャッキ７２を収縮すること
で、既設トンネルＴに対して中空シール７０が移動しな
いようにして両者の密着状態を維持し、また、スライド
式シールケース６８の各シール材６６，６７と内筒１５
の内周面とが密着状態で相対的に摺動する。そのため、
掘削された既設トンネルＴの荒れた外表面に対して中空
シール７０がその凹凸状態に合わせて隙間なく密着し、
且つ、相対移動がないため、確実に止水できると共に中
空シール７０の破損が防止される。また、機械加工され
た内筒１５の凹凸のない内周面に対して各シール材６
６，６７が隙間なく密着した状態で相対移動するため、
確実に止水できると共にシール材６６，６７の破損が防
止される。

【００３５】この掘削作業に伴って胴体１１内の作業空
間では、セグメント取り外し装置５１が移動して既設セ
グメントＳの連結ボルトを弛緩して解体し、ホイストが
作動して解体してセグメントＳを搬出している。また、
逆流防止装置101にて、図７に示すように、前胴１１が
前進して中胴１３から後胴１４の小径部１４ｂが露出す
ると、開閉バルブ109を開放して油圧給排路108を通して
中空シール部材102内に油圧を供給して膨張させ、掘削
トンネルの内壁面に押圧することで、後胴１４の後端部
の供給された埋め戻し材が前方に逆流するのを阻止す
る。

【００３６】その後、図１に示すように、推進ジャッキ
３５が所定ストローク伸長して既設トンネルＴの外周辺
を所定距離掘削すると、前胴１２及び中胴１３の前進を
停止する。そして、前部シール装置６１にて、中空シー
ル７０内から油圧を排出して収縮させ、この中空シール
７０を既設トンネルＴの外周面から離間させる。一方、
第２、第３加圧式シール部材６３，６４の各中空部材７
８内に油圧を供給して膨張させ、舌片シール７７を既設
トンネルＴの外周面に密着させることで止水する。この
状態で各シールスライドジャッキ７２を伸長して第１加
圧式シール部材６２を前方に移動させる。このとき、既
設トンネルＴに対して収縮した中空シール７０が離間し
て移動し、また、スライド式シールケース６８の各シー
ル材６６，６７は内筒１５の内周面に軽く接触した状態
で摺動する。そのため、既設トンネルＴの荒れた外表面
に対して中空シール７０が摺接しないため、この中空シ
ール７０の破損が防止される。一方、前胴１１が停止し
ているために第２、第３加圧式シール部材６３，６４の
舌片シール７７がその凹凸状態に合わせて隙間なく密着
し、且つ、相対移動がないため、確実に止水できると共
に舌片シール７７の破損が防止される。

【００３７】また、既設トンネルＴの外周辺を所定距離
掘削して前胴１２及び中胴１３が停止したら、後退防止
ジャッキ５４を伸長して既設トンネルＴの端部のセグメ
ントＳを押圧すると共に、複数のグリッパ３６による掘
削トンネルの内壁面への圧接を解除し、且つ、逆流防止
装置101にて、中空シール部材102内の油圧を油圧給排路
108を通して排出して収縮し、中空シール部材102の外径
を本体部分１４ａと同径とする。この状態で、複数の推
進ジャッキ３５を収縮し、前胴１２及び中胴１３に対し
て後胴１４を前進して接近させる。このとき、牽引ジャ
ッキ４２を推進ジャッキ３５と同期して伸長し、反力受
けリング４１に対してガイドビーム４０を介して後胴１
４を前方に牽引することで、前胴１２及び中胴１３の後
退を阻止する。

【００３８】このとき、後部シール装置８１にて、図６
に示すように、中胴１３に対して後胴１４とが接近する
と、嵌合空間部８８の容積が増加するため、開閉バルブ
９１を開放してグリース供給路９０を通してこの嵌合空
間部８８に増加する容積と同様のグリースを供給する。
そのため、嵌合空間部８８は負圧とはならずにシール部
材８４のシール面から泥水や埋め戻し材が内部に浸入す
ることがない。そして、後胴１４が前進することで形成
された後方の空間部に対して、複数の埋め戻し材供給装
置３８が埋め戻し材を吐出して充填することで、この空
間部の埋め戻し作業を実施する。

【００３９】このようにして胴体１１が所定距離移動す
るときに、既設トンネルＴを所定距離撤去すると共に、
所定距離トンネルを埋め戻すことができる。その後、前
述と同様に、前胴１２と既設トンネルＴとの間を前部シ
ール装置６１によりシールした状態で、前胴１２及び中
胴１３を前進することでカッタヘッド１７により地盤を
掘削しながら既設トンネルＴを解体していく。この繰返
により既設トンネルＴを全て撤去してトンネルを埋め戻
していく。

【００４０】なお、前胴１２及び中胴１３がある程度前
進して反力受けリング４１に接近したら、グリッパ３６
により後胴１４を掘削トンネルの内壁面に位置保持する
一方、グリッパ４４による反力受けリング４１の位置保
持を解除した状態で、牽引ジャッキ４２を伸長すること
でガイドビーム４０に対して反力受けリング４１を前進
して作業を行えばよい。

【００４１】このように本実施形態のトンネル埋め戻し
装置にあっては、胴体１１を前胴１２、中胴１３、後胴
１４により構成し、前胴１１と既設トンネルＴとの間を
前部シール装置６１によりシールした状態で、推進ジャ
ッキの伸長により前胴１２及び中胴１３を前進してカッ
タヘッド１７により既設トンネルＴの外周辺を掘削する
と同時に、胴体１１内の作業空間にて既設トンネルＴを
解体し、推進ジャッキの収縮により後胴１４を前進し、
後方の空間部に埋め戻し材を充填してトンネルを埋め戻
すようにしている。そして、この前部シール装置６１を
第１加圧式シール部材６２と、第２、第３加圧式シール
部材６３，６４と、シール部材６５とで構成し、第１加
圧式シール部材６２をシールスライドジャッキ７２によ
り移動可能としたので、前胴１２及び中胴１３を前進時
と後胴１４の前進時とで、各加圧式シール部材６２と６
３，６４とを使い分けることで、シール性の向上と耐久
性の向上が図れる。

【００４２】なお、上述の実施形態において、前部シー
ル装置６１をゴム管形状の第１加圧式シール部材６２と
舌片形状の第２、第３加圧式シール部材６３，６４等に
より構成したが、この構造に限定されるものではない。
図８に本発明の第２実施形態に係るトンネル埋め戻し装
置における前部シール装置を表す要部断面を示す。な
お、前述した実施形態で説明したものと同様の機能を有
する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略す
る。

【００４３】即ち、本実施形態において、図８に示すよ
うに、前部シール装置111は、第１加圧式シール部材６
２と、第２加圧式シール部材112とから構成されてい
る。第２加圧式シール部材112は、リング形状をなして
内筒１５の内周面に固定されたシールケース113と、こ
のシールケース113の内周側凹部114に装着されてゴム製
で管状をなすと共に内部に流体（例えば、油、水等）を
給排することで膨張、収縮可能な中空シール115とから
構成されており、中空シール115には流体を給排するた
めに内筒１５に形成された給排孔116が接続されてい
る。従って、図示しない油圧給排装置により給排孔116
を通して第２加圧式シール部材112の中空シール115内に
油圧を供給するとこの中空シール115が膨張し、その膨
張力によりこの中空シール115が既設トンネルＴの外周
面に面で押圧密着して止水することができる。

【００４４】なお、この前部シール装置の組み合わせは
ゴム管形状の第１加圧式シール部材６２と舌片形状の第
２加圧式シール部材６３、あるいはゴム管形状同志の第
１加圧式シール部材６２と第２加圧式シール部材112に
限らず、舌片形状同志の組み合わせでもよく、その組み
合わせ数も３つに限らず、２つ、あるいは４つ以上であ
ってもよい。

【００４５】また、上述の実施形態では、後部シール装
置８１にて、中胴１３と後胴１４との嵌合部にシール部
材８４，８７により形成された嵌合空間部８８にグリー
スを供給可能としたが、シール部材８４，８７の間に一
つ以上のシール部材を設け、嵌合空間部を小容量として
もよい。そして、逆流防止装置101にて、中空シール部
材102に対する油圧供給により膨張して掘削トンネルの
内壁面に押圧可能としたが、蛇腹部材を外方に突出する
ようにしてもよい。

【００４６】更に、上述の実施形態では、既設トンネル
Ｔの撤去作業をセグメントＳの締結ボルトを弛緩して既
設セグメントＳを解体して行ったが、例えば、円盤状の
カッタ等を用いて切断して解体してもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明のトンネル埋め戻し装置によれ
ば、トンネル構造体より大径の円筒形状をなす胴体の前
部にトンネル構造体の外周辺を掘削可能なカッタを有す
る旋回体を回転自在に支持し、推進手段により周辺の地
盤あるいはトンネル構造体から推進反力を得て前進可能
とし、この胴体の内周面とトンネル構造体の外周面との
間に前後一対の加圧式シール部材を有するシール手段を
配設し、一方の加圧式シール部材をシール部材移動手段
により掘進方向前後に移動可能とし、胴体内の作業空間
からトンネル構造体を解体する解体手段を設けたので、
胴体の前進によるカッタの掘削時には、一方の加圧式シ
ール部材を作動して胴体の内周面とトンネル構造体の外
周面との間を止水する一方、この一方の加圧式シール部
材の前進時には、他方の加圧式シール部材を作動して胴
体の内周面とトンネル構造体の外周面との間を止水する
こととなり、トンネル埋め戻し作業時の胴体内への浸水
を確実に阻止し、シール性の向上を図ることができる。

【００４８】また、請求項２の発明のトンネル埋め戻し
装置によれば、一方のシール部材をリング形状としてシ
ール部材移動手段により移動可能とし、胴体の内周面に
摺接して止水可能な第１シールと、内部に流体を供給し
て膨張することで第１シールに対してトンネル構造体の
外周面に密着して止水可能な第２シールとで構成する一
方、他方のシール部材をリング形状として胴体の内周面
に固定すると共に内部に流体を供給して膨張することで
トンネル構造体の外周面に密着して止水可能としたの
で、一方のシール部材は、第１シールが胴体の内周面に
摺接すると共に第２シールが膨張してトンネル構造体の
外周面に密着して止水し、移動時には第２シールが収縮
してトンネル構造体の外周面から離間することとなり、
確実に止水することができると共に破損を防止すること
ができる。

【００４９】また、請求項３の発明のトンネル埋め戻し
装置によれば、第２シールを胴体の周方向に沿った無端
のゴム管とし、内部に流体を供給して膨張することでト
ンネル構造体の外周面に面接触して止水可能としたの
で、既設トンネルの荒れた凹凸状態の外表面に対して第
２シールが隙間なく密着することとなり、確実に止水す
ることができる。

【００５０】また、請求項４の発明のトンネル埋め戻し
工法によれば、胴体を地中に埋設されたトンネル構造体
の外周端部に嵌合し、まず、胴体の内周面とトンネル構
造体の外周面との間に配設された前後一対のシール部材
のうちの一方を膨張して他方を収縮した状態で、胴体を
前進してカッタを回転することでトンネル構造体の外周
辺を掘削し、このとき、一方のシール部材の外周面が胴
体の内周面に摺接して内周面がトンネル構造体の外周面
に密着して止水し、その後、カッタが所定距離掘削した
ら胴体を停止し、次に、一方のシール部材を収縮して他
方のシール部材を膨張した状態で一方のシール部材を前
進させ、このとき、他方のシール部材が胴体の内周面及
びトンネル構造体の外周面に密着することで止水し、こ
の動作時に胴体内からトンネル構造体を解体すると共に
胴体の後方を埋め戻すようにしたので、トンネル埋め戻
し作業時の胴体内への浸水を確実に阻止し、シール性の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るトンネル埋め戻し
装置の概略断面図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】図１のIII−III断面図である。

【図４】前部シール装置を表すトンネル埋め戻し装置の
前部断面図である。

【図５】前部シール装置を構成するシール部材の断面図
である。

【図６】後部シール装置を表すトンネル埋め戻し装置の
後部断面図である。

【図７】逆流防止装置を表すトンネル埋め戻し装置の後
部断面図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係るトンネル埋め戻し
装置における前部シール装置を表す要部断面図である。

【符号の説明】

１１ 胴体 １２ 前胴 １３ 中胴 １４ 後胴 １７ カッタヘッド（旋回体） ２３ 駆動モータ ３１ 中折ジャッキ ３５ 推進ジャッキ ３８ 埋め戻し材供給装置 ４０ ガイドビーム ４１ 反力受けリング ５１ セグメント取り外し装置（解体手段） ６１ 前部シール装置（シール手段） ６２ 第１加圧式シール部材（一方のシール手段） ６３ 第２加圧式シール部材（他方のシール手段） ６４ 第３加圧式シール部材（他方のシール手段） ６６，６７ シール材 ６８ シールケース（第１シール） ７０ 中空シール（第２シール） ７２ シールスライドジャッキ（シール部材移動手段） ８１ 後部シール装置 ８４，８７ シール部材 ９０ グリース供給路 101 逆流防止装置 102 中空シール部材 107 油圧給排路 Ｔ 既設トンネル（トンネル構造体） Ｓ セグメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寒河江 浩史 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 村山 健治 東京都港区港南二丁目15番２号 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 福田 智之 東京都港区港南二丁目15番２号 株式会社 大林組東京本社内 Ｆターム(参考） 2D054 AA02 AA05 AD02 AD17 AD20 BA03 BA25 BB02 FA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に埋設された円筒形状をなすトンネ
   ル構造体を撤去して埋め戻す装置であって、前記トンネ
   ル構造体より大径の円筒形状をなす胴体と、該胴体の前
   部に回転自在に支持されて前記トンネル構造体の外周辺
   を掘削可能なカッタを有する旋回体と、周辺の地盤ある
   いは前記トンネル構造体から推進反力を得て前記胴体を
   前進させる推進手段と、前記胴体の内周面と前記トンネ
   ル構造体の外周面との間に配設された前後一対の加圧式
   シール部材を有するシール手段と、該一対の加圧式シー
   ル部材のうちの一方を掘進方向前後に移動可能なシール
   部材移動手段と、前記胴体内の作業空間から前記トンネ
   ル構造体を解体する解体手段とを具えたことを特徴とす
   るトンネル埋め戻し装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のトンネル埋め戻し装置に
   おいて、前記一方のシール部材はリング形状をなして前
   記シール部材移動手段により移動可能であり、前記胴体
   の内周面に摺接して止水可能な第１シールと、内部に流
   体が供給されて膨張することで該第１シールに対して前
   記トンネル構造体の外周面に密着して止水可能な第２シ
   ールとを有する一方、前記他方のシール部材はリング形
   状をなして前記胴体の内周面に固定されると共に、内部
   に流体が供給されて膨張することで前記トンネル構造体
   の外周面に密着して止水可能であることを特徴とするト
   ンネル埋め戻し装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のトンネル埋め戻し装置に
   おいて、前記一方のシール部材を構成する前記第２シー
   ルは前記胴体の周方向に沿った無端のゴム管であって、
   内部に流体が供給されて膨張することで前記トンネル構
   造体の外周面に面接触して止水可能であることを特徴と
   するトンネル埋め戻し装置。
4. 【請求項４】 胴体を地中に埋設されたトンネル構造体
   の外周端部に嵌合し、まず、該胴体の内周面と該トンネ
   ル構造体の外周面との間に配設された前後一対のシール
   部材のうちの一方を膨張して他方を収縮した状態で、前
   記胴体を前進してカッタを回転することで前記トンネル
   構造体の外周辺を掘削し、このとき、前記一方のシール
   部材の外周面が該胴体の内周面に摺接して内周面が前記
   トンネル構造体の外周面に密着して止水し、その後、前
   記カッタが所定距離掘削したら前記胴体を停止し、次
   に、前記一方のシール部材を収縮して他方のシール部材
   を膨張した状態で該一方のシール部材を前進させ、この
   とき、前記他方のシール部材が前記胴体の内周面及び前
   記トンネル構造体の外周面に密着することで止水し、こ
   の動作時に前記胴体内から前記トンネル構造体を解体す
   ると共に胴体の後方を埋め戻すことを特徴とするトンネ
   ル埋め戻し工法。