JP2001329781A - シールド掘削機及びトンネル断面拡縮工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールドトンネルの必要箇所に拡幅範囲を容
易に且つ安価に構築できるようにしたシールド掘削機及
び断面拡縮工法を提供する。 【解決手段】 シールド掘削機１の前方部に伸縮カッタ
３を設け、スキンプレート１ａの一部に張り出し部４を
出入可能に設ける。拡幅範囲を構築するには、伸縮カッ
タ３を突出させてシールド掘削機１の掘削に伴って拡幅
範囲を先行切削して地盤を緩め、或はスキンプレート１
ａから地山保持材を吐出して置き換える。張り出し部４
を側方に張り出してシールド掘削機１の一部を拡大し、
この拡大状態にて拡幅範囲を掘進すると共に、張り出し
部４内で拡大セグメント１２を組み立てて順次連結す
る。拡幅範囲の構築後、伸縮カッタ３及び張り出し部４
を引っ込めて縮径し、シールド掘削機１で通常径のトン
ネル掘削を続行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削にお
いて、掘削途中でトンネル断面の拡大・縮小の変更を可
能としたシールド掘削機及びトンネル断面拡縮工法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市区域でのトンネル築造の代表的なシ
ールド工法は、ますます長距離掘進・大深度化が求めら
れている。しかし、特に小口径トンネルでは坑内で資材
運搬用台車のすれ違いや換気用の中継設備ができず、長
距離を掘進するには限界があった。そのため、長距離掘
進ではトンネル本体として必要な断面以上の大きなトン
ネルを掘削するか、途中で立坑を設ける等余分な工事費
を必要とした。大口径として代表的な鉄道トンネル（地
下鉄）においては、途中にいくつもの駅部を必要とし、
道路トンネルでは所定の間隔毎に非常駐車帯を設けなけ
ればならない。このため、鉄道トンネル駅部の築造では
開削工法や専用のシールド掘削機を製作し、道路トンネ
ルのシールド工法による築造では非常駐車帯を含んだ大
断面で掘削を行っており、駅部や非常駐車帯のために長
期の工期及び多大な工費を必要とした。

【０００３】従来、シールドトンネルにおける断面拡幅
方法としては次のような工法が一般に知られている。 （１）シールドトンネル築造後、拡幅部分を掘削・覆工
する。場合によっては拡幅部分の周囲の地盤改良を行
う。 （２）シールド掘削機全体を拡大する。 シールド掘削機本体のスキンプレート（外殻）等に
スライド機構を設けて拡幅する。 複数のシールド掘削機を使用して各シールド掘削機
の連結部分を拡幅する。 シールド掘削機のスキンプレートを押し広げる。 （３）拡幅断面に相当するシールド掘削機を使用し、拡
幅断面より小さい標準断面部は標準断面覆工体とシール
ド掘削機の隙間を保持するスペーサを使用する。 （４）シールド掘削機後部からセグメント背面にコンク
リートを打設し、コンクリート硬化後セグメントを外す
ことにより断面を拡幅する。コンクリートの厚さ確保の
ため、シールド機背面及びセグメント（覆工体）背面に
エアーバックを配置し、拡大部をシールド掘削機カッタ
で掘削し、エアーバックでトンネル周囲の土水圧を一時
的に保持する。

【０００４】しかしながら、上記従来の拡幅工法では、
以下のような問題点がある。（１）では一時的に覆工を
外すため、周囲の地盤条件として地山が自立する必要が
あり、施工場所が良質な地盤地域に限られてしまい、又
拡幅コストが高価になる。（２）のシールド掘削機の拡
大では、シールド掘削機のスライドや掘削機構が複雑と
なり、又掘削断面形状が矩形等に限定される場合もあ
る。（３）では標準断面において、不要部分の掘削が必
要であり、トンネル全体のコストが増大する。（４）で
はセグメントが無筋コンクリートとなり、覆工耐力が低
く適用地盤が限られてしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題を解決するためになされ、トンネル掘削
において比較的簡単な手段により容易且つ安価にトンネ
ルの断面を変更でき、その掘削の土質条件が一般のシー
ルド工法と同等であるシールド掘削機及びトンネル断面
拡縮工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】この目的を達成するため
の具体的手段として、本発明は、外周にスキンプレート
を備え、前方部にカッタを設けたシールド掘削機であっ
て、前記スキンプレートの一部において側方に張り出し
て拡幅、又は拡幅した状態から縮幅可能な張り出し部を
設けたシールド掘削機を要旨とする。そして、このシー
ルド掘削機において、 前記カッタの後方に、土砂を取り込んだ後或は取り
込むと同時に流動性の地山保持材を充填する充填手段を
設けたこと、 前記張り出し部は、スキンプレートと面一な拡大部
スキンプレートと、この拡大部スキンプレートの周方向
両端部に接合し、張り出し方向に延在する一対の拡大用
スキンプレートとからなり、前記拡大部スキンプレート
と拡大用スキンプレートとで囲まれる張り出し部の内部
で拡大セグメントの組み立てができること、 前記張り出し部は、拡大部スキンプレートの後方内
面に当接し、断面方向に延在する着脱可能な拡大補助プ
レートを備えたこと、 張り出し時に土砂或は流動性地山保持材を取り込む
取込装置を設けたこと、 縮幅時に地山との間を充填材で充填する充填手段を
設けたこと、を特徴とするものである。

【０００７】（１）本発明は、外周にスキンプレートを
備え、前方部にカッタを設け、前記スキンプレートの一
部において側方に張り出して拡幅可能な張り出し部を設
けたシールド掘削機を用い、前記カッタで拡幅部分を切
削する工程と、この工程後に前記張り出し部を張り出す
工程と、この張り出し部内で拡大セグメントを組み立て
る工程と、更に、張り出し部により一部拡大したシール
ド掘削機で掘進すると共に、張り出し部内で拡大セグメ
ントを組み立てて連結する工程と、を含むトンネル断面
拡幅工法を要旨とする。 （２）又、本発明は、外周にスキンプレートを備え、前
方部にカッタを設け、前記スキンプレートの一部におい
て側方に張り出して拡幅可能な張り出し部を設けたシー
ルド掘削機を用い、前記カッタで拡幅部分を掘削して流
動性地山保持材と置き換える工程と、この置換工程後に
前記張り出し部を張り出す工程と、この張り出し部内で
拡大セグメントを組み立てる工程と、更に、張り出し部
により一部拡大したシールド掘削機で掘進すると共に、
張り出し部内で拡大セグメントを組み立てて連結する工
程と、を含むトンネル断面拡幅工法を要旨とする。そし
て、上記トンネル断面拡幅工法において、 前記張り出し部分を張り出す工程と共に、張り出し
部分の体積相当分の土砂或は流動性地山保持材を取り込
むこと、 前記張り出し部分を張り出す工程で、張り出し部の
後端部でスリットを持った特殊セグメントを組み立てる
工程と、この後、張り出し部内で拡大用スキンプレート
を拡大部スキンプレートに接合すると共に、特殊セグメ
ント内で拡大補助プレートを組み立てる工程と、張り出
し部を張り出すと共に、拡大用スキンプレート及び拡大
補助プレートを押し出す工程と、特殊セグメントのスリ
ットを塞ぐ工程と、を含むこと、 前記拡大用スキンプレートを拡大部スキンプレート
に接合する工程、或は特殊セグメント内で拡大補助プレ
ートを組み立てる工程で、張り出し部の張り出し量に応
じて拡大用スキンプレート或は拡大補助プレートを分割
して取り付ける工程と、を含むこと、 トンネル断面を縮幅する場合に、外周にスキンプレ
ートを備え、前方部にカッタを設け、前記スキンプレー
トの一部において、拡大部スキンプレートとこの拡大部
スキンプレートの周方向両端部に接合された拡大用スキ
ンプレートとからなる張り出し部を側方に設けたシール
ド掘削機を用いるトンネル断面縮幅工法において、前記
張り出し部内で特殊セグメントを組み立てる工程と、こ
の特殊セグメント内で拡大補助プレートを組み立てて拡
大部スキンプレートに当接させる工程と、この後、張り
出し部の後端が拡大セグメントから外れるまでシールド
掘削機を前進させる工程と、張り出し部を縮幅させる工
程と、前記工程後に拡大補助プレートと拡大用スキンプ
レートを取り外す工程と、前記特殊セグメントのスリッ
トを塞ぐ工程と、その後通常掘進する工程と、を含むこ
と、 前記張り出し部を縮幅させる工程で、縮幅と同時に
縮幅によって生ずる空間体積相当分を充填材で充填する
こと、を特徴とするものである。

【０００８】本発明は、掘削するトンネルの一部を断面
拡幅するに際し、カッタで拡幅すべき部分を先行切削し
て地盤を緩め或は地山保持材と置換し、その後シールド
掘削機の張り出し部を張り出して拡幅部分を掘進すると
共に、その拡幅部分の内部で拡大セグメントを組み立て
て拡幅部分を容易に且つ安価に構築することができる。
又、拡幅部分に続いて、カッタ及び張り出し部を引っ込
めてトンネル断面を縮幅し、通常径のトンネルを構築す
ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。図１はシールド掘削機１の概略
斜視図を示すもので、外周にスキンプレート１ａを備
え、前方部に掘削用カッタ２を有している。この掘削用
カッタ２は放射方向に配設され、且つトンネルの拡幅部
分を形成する際に使用される伸縮カッタ３が放射方向に
出入可能に設けられている。又、スキンプレート１ａの
ほぼ中間部から後方部にかけて側方に張り出す一対の張
り出し部４が出入可能に設けられている。この張り出し
部４は、図２のように第１の張り出し部４ａと第２の張
り出し部４ｂとを備えている。

【００１０】シールド掘削機１による通常のトンネル掘
削は、前記伸縮カッタ３及び張り出し部４を引っ込めた
状態で行い、掘削進行に伴って前記第２の張り出し部４
ｂの後端部では内面にセグメント５（図２）を円筒状に
組み立てて連結し、通常径のトンネル６を順次構築す
る。

【００１１】通常径のトンネル６に拡幅部分を形成すべ
き箇所に至ると、前記伸縮カッタ３を所定の長さ分突出
させ、掘削用カッタ２によるトンネル掘削と同時にその
トンネルの両側部を先行切削して地盤を緩める。この
時、伸縮カッタ３は掘削用カッタ２の回転に伴い、張り
出し部以外（図ではトンネル上下部）を掘削する際には
引っ込め、張り出し部（図では左右両側部）を掘削する
際には突出させる。これにより、伸縮カッタ３による拡
幅範囲Ｓは図３（ｂ）のようにトンネルの両側部とす
る。

【００１２】拡幅範囲Ｓを先行掘削する際、掘削用カッ
タ２の後方に設けられた地山保持材吐出孔１ｂ（図１）
から地山保持材を吐出して地山と置き換えながら充填す
ることもできる。この地山保持材はスキンプレート１ａ
の内部に設けられた充填手段（図略）により地山保持材
吐出孔１ｂを介して吐出される。地山保持材の使用目的
は、主として張り出し部以外の地山の崩落防止と、張り
出し時に機内に取り込み可能な土砂の流動性を保持する
ためである。

【００１３】地山保持材の具体的な材料として、例えば
ベントナイトと流動性が高く地下水流に対し流出し難い
物質とを混合したものを使用する。ベントナイトは地山
の崩壊防止材として有効であり、広く使われている。但
し、ベントナイトは含水量が少ないと流動性が悪く、含
水量が多いと地下水流に対し流出し易くなる。流動性が
高く地下水流に対し流出し難い物質としては、 グリスや合成オイル等の鉱油系 粘性を高めるポリブテン等や水と反応してゲル状に
なる吸水性ポリマー等の高分子系 塩化マグネシウム溶液等の水溶液 が挙げられる。

【００１４】拡幅部分の始端部には、図３（ａ）のよう
に両側部にスリット７ａを有する特殊セグメント７が円
筒状に組み立てられる。この特殊セグメント７は、図３
（ｂ）のように上下部に一対の隙間７ｂを有し、スペー
サ８によりそれぞれ閉塞されている。この後、図４
（ａ）、（ｂ）のように特殊セグメント７の内側に補強
材９が組み立てられ、この補強材９の組み立て後にスペ
ーサ８が除去される。スペーサ８が除去されて特殊セグ
メント７に隙間７ｂがあいた状態でも特殊セグメント７
は補強材９により安定良く保持される。

【００１５】次いで、図５（ａ）、（ｂ）のように第２
の張り出し部４ｂの空間内で上下一組の拡大用スキンプ
レート１０ａを左右一対組み立て、この拡大用スキンプ
レート１０ａを第２の張り出し部４ｂの拡大部スキンプ
レート１０にそれぞれ接合する。そして、図５（ｃ）の
ように前記特殊セグメント７の隙間７ｂに、図５（ｄ）
のように上下の拡大用スキンプレート１０ａの端部をそ
れぞれ挿入することで特殊セグメント７側に移動させ
る。

【００１６】この後、図６（ａ）〜（ｃ）のように他方
の拡大用スキンプレート１０ｂを前記拡大用スキンプレ
ート１０ａに組み付け、これらを拡大部スキンプレート
１０と一体化し、更に図７（ａ）、（ｂ）のように特殊
セグメント７の両側部のスリット７ａに拡大補助プレー
ト１０ｃをそれぞれ挿入し、先端部は拡大部スキンプレ
ート１０に当接させると共に、上下端部は拡大用スキン
プレート１０ａにそれぞれ当接させる。この結果、拡大
部スキンプレート１０と、拡大用スキンプレート１０ａ
及び１０ｂと、拡大補助プレート１０ｃとで第２の張り
出し部４ｂが形成される。更に、この第２の張り出し部
４ｂと第１の張り出し部４ａとで、前記張り出し部４が
構成される。尚、本実施の形態では、第１の張り出し部
４ａは、第２の張り出し部４ｂの前部に接して設けられ
ている。この第１の張り出し部４ａの機能としては、第
２の張り出し部４ｂの前部の閉塞であるが、図１の排土
取込孔１ｃ（土砂取込口）、図１１（ａ）の土砂取込装
置１４を設けて、土砂取込機能を持たせている。又、伸
縮カッタ３を設けない場合は、図１１（ａ）に記載の土
砂取込装置１４に掘削機構を付加或は別途に設けること
もできる。その他、土砂掘削機構や土砂取込装置を設け
ないで、拡大補助プレート１０ｃのように単に仕切板と
しての構成でもよい。

【００１７】このようにして、左右一対の張り出し部４
の組み立てが完了した後、図８（ａ）、（ｂ）のように
前記拡幅範囲Ｓに対応させて張り出し部４を、つまり第
１の張り出し部４ａと第２の張り出し部４ｂとを張り出
す。この時、前記拡大補助プレート１０ｃは、拡大部ス
キンプレート１０、拡大用スキンプレート１０ｂと共に
特殊セグメント７のスリット７ａから側方に突出させ
る。その後、拡大補助プレート１０ｃを特殊セグメント
７ａに固定する。これによりシールド掘削機１の一部が
拡大される。尚、この張り出しにあたり、張り出し部４
には図８（ａ）の土砂取込装置１１が設けられているの
で、張り出し量に応じて、この張り出した体積相当分の
土砂を取り込む。こうすることにより周辺地山に変状を
与えずに張り出すことができる。

【００１８】この状態でシールド掘削機１は前進する
が、張り出し部４に関連させて土砂取込装置１４を左右
側部にそれぞれ設置すれば、張り出し部４が拡幅範囲Ｓ
内を移動する際に土砂或は地山保持材を取り込んで除去
することができる。拡幅範囲Ｓ内は前記のように伸縮カ
ッタ３により先行切削されて緩められ、又は地山保持材
により置換されているため、土砂取込装置１１により効
率良く取り込むことができる。取り込まれた土砂又は地
山保持材は、図８（ｂ）のように前記補強材９の中間空
所Ｒを利用し、ベルトコンベア（図略）等で搬送すると
共にトンネル６外に搬出される。土砂取込装置１１の仕
様は地山の土質条件によって適宜決定する。

【００１９】土砂取込装置１１は、例えば図８（ｃ）の
ように首振り自在のジョイント１１ａを介して接続され
た管体１１ｂ内にスクリューコンベア１１ｃが配設され
た構造のもので、このスクリューコンベア１１ｃの回転
によって土砂又は地山保持材を内部に取り込む。尚、図
１１（ａ）のように張り出し部４の前端部にも土砂取込
装置１４を配設し、拡幅範囲Ｓの掘進に伴って排土取込
孔１ｃ（図１）を介して土砂又は地山保持材を取り込
み、前記ベルトコンベア等によりトンネル６外に排出す
ると好ましい。

【００２０】前記張り出し部４によりシールド掘削機１
の一部が拡大された状態は図９（ａ）〜（ｃ）に示す通
りである。張り出し部４が張り出して拡大用スキンプレ
ート１０ａが抜け出た隙間７ｂには、図９（ｅ）のよう
に前記スペーサ８を詰め込み、特殊セグメント７に残さ
れた拡大補助プレート１０ｃはスリット７ａに仮固定し
て隙間を閉塞する。この後、図９（ｄ）に示されている
補強材９を撤去する。更に、図１０（ａ）、（ｂ）のよ
うに第２の張り出し部４ｂ内で拡大セグメント１２を組
み立てると共に、その拡大セグメント１２の強度が不足
する場合には内側に保持材１３を組み立てることも可能
である。拡大セグメント１２と前記特殊セグメント７と
の接合部の隙間は閉塞される。尚、特殊セグメントの次
に最初に設置される拡大セグメント１２は、土砂流入防
止のため妻部を有している。

【００２１】シールド掘削機１を一部拡大状態のまま、
前記拡幅範囲Ｓの終端まで拡大掘進を行う。この拡大掘
進において、拡大セグメント１２を順次組み立てて連結
し拡幅部を構築する。これら拡大セグメント１２も強度
が不足する場合には、前記保持材１３を組み付けること
が可能である。拡大掘進時には前記伸縮カッタ３は張り
出されており、拡幅部分Ｓに続く前方は掘削用カッタ２
により通常径のトンネルが掘削される。前記拡大補助プ
レート１０ｃは、図１１（ａ）のように特殊セグメント
７のスリット７ａに残されるが、前記補強材９の撤去後
に内側に引き抜いて第２の張り出し部４ｂ内に保管し、
スリット７ａは閉塞する。しかし、このまま残してもよ
い。

【００２２】拡幅範囲Ｓに続いて通常径のトンネルが掘
削されるが、その際前記張り出し部４は引っ込められ
る。図１２（ａ）〜（ｄ）はその手順を示すもので、先
ず（ａ）のように第２の張り出し部４ｂ内で、前記特殊
セグメント７及び補助材９を組み立てる。

【００２３】次いで、図１２（ｂ）のように特殊セグメ
ント７のスリット連結金具を外してスリット７ａを開口
し、そのスリット７ａに拡大補助プレート１０ｃを挿入
して先端部を拡大部スキンプレート１０に当接させる。

【００２４】この後、図１２（ｃ）のように特殊セグメ
ント７のスリット７ａに拡大補助プレート１０ｃを固定
し、シールド掘削機１を拡大セグメント１２から外れる
位置まで前進させる。尚、特殊セグメントの直前に設置
される拡大セグメント１２は、土砂流入防止のため妻部
を有している。

【００２５】この状態にてシールド掘削機１を停止さ
せ、スリット７ａと拡大補助プレートの固定を解き、図
１２（ｄ）のように張り出し部４をスキンプレート１ａ
と面一になるまで引っ込める。これにより、シールド掘
削機１は縮径されて元の状態に復帰する。最後に拡大補
助プレート１０ｃを外し、拡大補助プレート１０ｃを外
した後のスリット７ａは閉塞する。

【００２６】この張り出し部４の縮幅工程で、縮幅によ
って生じる空間を充填するため、縮幅と同時にその空間
体積相当分を充填材で充填することが好ましい。このた
め、第２の張り出し部４ｂ内に充填手段を設けておく。
充填材としては、例えば地山保持材を主体として硬化剤
を混入したものが使用できる。こうすることで周辺地山
に変状を与えない。シールド掘削機１を縮幅した後は、
通常径のトンネル掘削を続行し、その先で再度拡幅範囲
を切削する場合には前記の要領にて張り出し部４を張り
出すことで拡幅切削を行うことができる。

【００２７】このようにして、トンネル掘削中にシール
ド掘削機１の張り出し部４を張り出すことで必要とする
拡幅範囲を構築することができ、その拡幅範囲は前記の
ように伸縮カッタ３により先行切削され拡幅範囲の地盤
が緩められ又は地山保持材と置換されているので、拡幅
範囲の掘進が円滑にできる。しかも、拡幅範囲の構築後
は張り出し部４を引っ込めることで、拡幅範囲に続いて
通常径のトンネル掘進を続行できるので掘削能率が著し
く向上する。図１３（ａ）〜（ｄ）はその施工手順を示
す説明図である。

【００２８】前記実施形態における伸縮カッタ３は、掘
削用カッタ２の部分に出入可能に設けるようにしても良
い。又、シールド掘削機の一部を拡大する工程で、土質
条件によって若しくは張り出し部付近の地盤の地盤改良
によって、スリットを持った特殊セグメントを使わず
に、張り出し部を張り出した後に拡大用スキンプレート
を張り出し部に取り付ける工程、或は張り出し部を僅か
ずつ張り出させその張り出し量に応じて拡大用スキンプ
レートを分割して取り付ける工程を含むようにしても良
い。尚、本実施の形態においては、拡幅部をほぼ水平横
方向で両側に設けているが、この拡幅部は上下方向でも
よいし、片側だけ或は水平方向と上下方向の双方の拡幅
でもよいことは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シールド掘削機のスキンプレートの一部を側方に張り出
し可能な構造とし、トンネル全長のうち所要の箇所を拡
幅・縮幅できるようにしたトンネル築造工法であり、シ
ールド掘削機の張り出し構造が比較的簡単であり、拡幅
に要する費用が他の拡幅工法に比べ安価となる。本工法
の採用により、特に小口径長距離トンネルや要所に拡幅
範囲を必要とするトンネル工事において、工期の短縮及
び工費の大幅な削減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシールド掘削機の概略斜視図

【図２】（ａ）はシールド掘削機の概略破断平面図、
（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図

【図３】伸縮カッタで拡幅部分を先行切削し、所定位置
で特殊セグメントを組み立てる工程を示すもので、
（ａ）は概略破断平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図

【図４】特殊セグメントに補強材を組み立てる工程を示
すもので、（ａ）は概略破断平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ断
面図

【図５】シールド掘削機に拡大用スキンプレートを取り
付ける工程を示すもので、（ａ）は概略破断平面図、
（ｂ）はＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は分割してある拡大用ス
キンプレートを組み立てる状態を示す概略平面図、
（ｄ）は拡大用スキンプレートを特殊セグメントに挿入
する状態を示す概略平面図

【図６】拡大用スキンプレートを完成する工程を示すも
ので、（ａ）は概略破断平面図、（ｂ）はＧ−Ｇ断面
図、（ｃ）はＨ−Ｈ断面図

【図７】拡大補助プレートの取付工程を示すもので、
（ａ）は概略破断平面図、（Ｂ）はＩ−Ｉ断面図

【図８】拡幅部分の土質によっては土砂取込装置を設置
する状態を示すもので、（ａ）は概略破断平面図、
（ｂ）はＪ−Ｊ断面図、（ｃ）は土砂取込装置の説明図

【図９】シールド掘削機の一部拡大が完了し、特殊セグ
メントの補強材を撤去する工程を示すもので、（ａ）は
概略破断平面図、（ｂ）はＫ−Ｋ断面図、（ｃ）はＬ−
Ｌ断面図、（ｄ）はＭ−Ｍ断面図、（ｅ）は補強材撤去
後の状態図

【図１０】拡大セグメントを組み立てる工程を示すもの
で、（ａ）は概略破断平面図、（ｂ）はＮ−Ｎ断面図

【図１１】拡幅掘進工程を示すもので、（ａ）は概略破
断平面図、（ｂ）はＰ−Ｐ断面図

【図１２】（ａ）〜（ｄ）は張り出し部を縮小する手順
を示す概略破断面図

【図１３】（ａ）〜（ｄ）は施工手順を示す説明図

【符号の説明】

１…シールド掘削機 １ａ…スキンプレート １ｂ…地山保持材吐出孔 １ｃ…排土取込孔 ２…掘削用カッタ ３…伸縮カッタ ４…張り出し部 ４ａ…第１の張り出し部 ４ｂ…第２の張り出し部 ５…セグメント ６…トンネル ７…特殊セグメント ７ａ…スリット ７ｂ…隙間 ８…スペーサ ９…補強材 １０…拡大部スキンプレート １０ａ、１０ｂ…拡大用スキンプレート １０ｃ…拡大補助プレート １１…土砂取込装置 １２…拡大セグメント １３…保持材 １４…土砂取込装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮沢 和夫 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 阿曽 利光 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 渡辺 真帆 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 細井 元規 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 後藤 茂 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 Ｆターム(参考） 2D054 AA05 AB01 AC02 AD20 BA04 BA07 BA25 FA02 2D055 AA01 AA02 BA02 BB01 BB05 EB01 EB03 GB01

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周にスキンプレートを備え、前方部にカ
   ッタを設けたシールド掘削機であって、前記スキンプレ
   ートの一部において側方に張り出して拡幅、又は拡幅し
   た状態から縮幅可能な張り出し部を設けたことを特徴と
   するシールド掘削機。
2. 【請求項２】前記カッタの後方に、土砂を取り込んだ後
   或は取り込むと同時に流動性の地山保持材を充填する充
   填手段を設けた請求項１記載のシールド掘削機。
3. 【請求項３】前記張り出し部は、スキンプレートと面一
   な拡大部スキンプレートと、この拡大部スキンプレート
   の周方向両端部に接合し、張り出し方向に延在する一対
   の拡大用スキンプレートとからなり、前記拡大部スキン
   プレートと拡大用スキンプレートとで囲まれる張り出し
   部の内部で拡大セグメントの組み立てができる請求項１
   記載のシールド掘削機。
4. 【請求項４】前記張り出し部は、拡大部スキンプレート
   の後方内面に当接し、断面方向に延在する着脱可能な拡
   大補助プレートを備えた請求項１記載のシールド掘削
   機。
5. 【請求項５】張り出し時に土砂或は流動性地山保持材を
   取り込む取込装置を設けた請求項１記載のシールド掘削
   機。
6. 【請求項６】縮幅時に地山との間を充填材で充填する充
   填手段を設けた請求項１記載のシールド掘削機。
7. 【請求項７】外周にスキンプレートを備え、前方部にカ
   ッタを設け、前記スキンプレートの一部において側方に
   張り出して拡幅可能な張り出し部を設けたシールド掘削
   機を用い、 前記カッタで拡幅部分を切削する工程と、 この工程後に前記張り出し部を張り出す工程と、 この張り出し部内で拡大セグメントを組み立てる工程
   と、 更に、張り出し部により一部拡大したシールド掘削機で
   掘進すると共に、張り出し部内で拡大セグメントを組み
   立てて連結する工程と、を含むトンネル断面拡幅工法。
8. 【請求項８】外周にスキンプレートを備え、前方部にカ
   ッタを設け、前記スキンプレートの一部において側方に
   張り出して拡幅可能な張り出し部を設けたシールド掘削
   機を用い、 前記カッタで拡幅部分を掘削して流動性地山保持材と置
   き換える工程と、 この置換工程後に前記張り出し部を張り出す工程と、 この張り出し部内で拡大セグメントを組み立てる工程
   と、 更に、張り出し部により一部拡大したシールド掘削機で
   掘進すると共に、張り出し部内で拡大セグメントを組み
   立てて連結する工程と、を含むトンネル断面拡幅工法。
9. 【請求項９】前記張り出し部分を張り出す工程と共に、
   張り出し部分の体積相当分の土砂或は流動性地山保持材
   を取り込む請求項７又は８記載のトンネル断面拡幅工
   法。
10. 【請求項１０】前記張り出し部分を張り出す工程で、 張り出し部の後端部でスリットを持った特殊セグメント
    を組み立てる工程と、 この後、張り出し部内で拡大用スキンプレートを拡大部
    スキンプレートに接合すると共に、特殊セグメント内で
    拡大補助プレートを組み立てる工程と、 張り出し部を張り出すと共に、拡大用スキンプレート及
    び拡大補助プレートを押し出す工程と、 特殊セグメントのスリットを塞ぐ工程と、を含む請求項
    ７又は８記載のトンネル断面拡幅工法。
11. 【請求項１１】前記拡大用スキンプレートを拡大部スキ
    ンプレートに接合する工程、或は特殊セグメント内で拡
    大補助プレートを組み立てる工程で、 張り出し部の張り出し量に応じて拡大用スキンプレート
    或は拡大補助プレートを分割して取り付ける工程と、を
    含む請求項１０記載のトンネル断面拡幅工法。
12. 【請求項１２】外周にスキンプレートを備え、前方部に
    カッタを設け、前記スキンプレートの一部において、拡
    大部スキンプレートとこの拡大部スキンプレートの周方
    向両端部に接合された拡大用スキンプレートとからなる
    張り出し部を側方に設けたシールド掘削機を用いるトン
    ネル断面縮幅工法において、 前記張り出し部内で特殊セグメントを組み立てる工程
    と、 この特殊セグメント内で拡大補助プレートを組み立てて
    拡大部スキンプレートに当接させる工程と、 この後、張り出し部の後端が拡大セグメントから外れる
    までシールド掘削機を前進させる工程と、 張り出し部を縮幅させる工程と、 前記工程後に拡大補助プレートと拡大用スキンプレート
    を取り外す工程と、 前記特殊セグメントのスリットを塞ぐ工程と、 その後通常掘進する工程と、を含むトンネル断面縮幅工
    法。
13. 【請求項１３】前記張り出し部を縮幅させる工程で、縮
    幅と同時に縮幅によって生ずる空間体積相当分を充填材
    で充填する請求項１２記載のトンネル断面縮幅工法。