JP2004143917A - トンネルの拡幅方法、セグメントおよびシールド機 - Google Patents

Abstract

【課題】シールド機の通過後にセグメント単独で拡幅することで、シールド機テール部とセグメントとの間の止水性を気にすることなくセグメントを拡幅することができるトンネルの拡幅方法、セグメントおよびシールド機を提供すること。
【解決手段】コピーカッタ７を有するシールド掘削機１を用いて掘削した拡幅坑１２の余掘り部１７の内側に、通常坑１０に設置されるセグメントリングと外径が等しい拡幅用セグメントリング２１を組み立てる。掘削機本体３が拡幅坑１２を通過した後、拡幅セグメント１５の前方のセグメント１１から、シールド掘削機１の推進ジャッキを離し、拡幅用セグメントリング２１のセグメント２３の形状を維持しつつ、拡幅セグメント１５を余掘り部１７内に移動させる。そして、拡幅セグメント１５の仮設部４３ａ、４３ｂを撤去し、トンネル８の拡幅部４５ａ、４５ｂを形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、拡幅坑に設置されるトンネルの拡幅方法、セグメントおよびシールド機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド機を用いて構築する埋設管渠やトンネル等において、構造上、施工上の制約から、途中に通常部以上の断面を有する拡幅部が必要となる場合がある。例えば、道路や鉄道のトンネルの非常駐車帯や引き込み線やランプ部、共同溝等のケーブル接続部や路線分岐部、小口径シールド工法での坑内バッテリーロコのすれ違い用の部分等である。
【０００３】
拡幅部を形成するには、以下に述べるような方法がある。（１）必要最大断面、すなわち拡幅部と同等の断面で、全線を掘削する。地上部分を使用できる場合には、拡幅必要区間の前後に構築した立坑の間を拡幅断面で掘削する。（２）通常断面で掘削した後、拡幅部分周辺に地盤改良等により山留めを形成して覆工を解体し、断面を所定の面積に拡幅する。地盤改良は、坑内または地上から行う。（３）拡幅部分を開削により構築する。
【０００４】
他に、（４）掘進途中で掘削面積を自由に拡幅できるシールド機を用いて必要部分のみを拡幅断面で掘削する方法（特開２００２−８９１７０、特開２００１−３２９７８１等）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（１）の方法では、掘削量が多くなり、（２）の方法では、作業工程が複雑となる。地上部分を使用できない場合、（３）の方法は実施できない。（４）の方法では、（１）から（３）の方法の問題点は解消されるが、シールド機本体を拡幅して拡幅坑用のセグメントを設置するため、シールド機テール部のテールシールとセグメントとの間の止水性の確保が困難である。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、シールド機の通過後にセグメント単独で拡幅することで、シールド機テール部とセグメントとの間の止水性を気にすることなくセグメントを拡幅することができるトンネルの拡幅方法およびセグメントを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための第１の発明は、掘削機で余掘り部を有する坑を掘削する工程（ａ）と、前記余掘り部の内側に拡幅用セグメントリングを設置する工程（ｂ）と、前記掘削機の通過後に、前記拡幅用セグメントリングを構成するセグメントを前記余掘り部内に移動させる工程（ｃ）とを具備することを特徴とするトンネルの拡幅方法である。
【０００８】
掘削機には、例えば、掘削面積を拡縮できるコピーカッタを有するシールド機が用いられる。工程（ａ）では、コピーカッタを用いて余掘り部を有する坑が掘削される。なお、コピーカッタでは拡幅巾に限界（３００ｍｍ程度）があるため、必要に応じて、面板スライド方式を併用してもよい。余掘り部内には、必要に応じて充填材が設置される。充填材のみで余掘り部の安定が保たれない場合には、シールド機から山留め用フードをせり出す。山留め用フードを有するシールド機については、第３の発明の部分で説明する。
【０００９】
工程（ｂ）で、余掘り部の内側に拡幅用セグメントリングが設置された時点では、拡幅坑用セグメントリングの外径は、通常断面の掘削坑内に設置されたセグメントリングの外径と同じである。拡幅用セグメントリングを構成するセグメントの一部では、セグメントの内周面側に拡幅部材が設けられる。
【００１０】
工程（ｃ）では、拡幅用セグメントリング内に、拡幅用セグメントリングの形状を保持する形状保持装置と、セグメントを移動させる押出し装置とが設置される。形状保持装置は、例えば、移動させないセグメントの内周面側に配置される保持治具と、保持治具をセグメントの内周面側に押付けるジャッキとで構成される。押出し装置は、例えば、移動させるセグメント、すなわち、内周面側に拡幅部材が設けられたセグメントの内周面側に配置される押出し治具と、押出し治具をセグメントの内周面側に押付けるジャッキとで構成される。
【００１１】
工程（ｃ）では、形状保持装置を用いて、拡幅用セグメントリングを構成するセグメントのうち移動させないセグメントのリング形状を保持しつつ、押出し装置を用いて、内周面側に拡幅部材が設けられたセグメントを余掘り部内に移動させ、拡幅坑の内壁に沿って配置する。このとき、余掘り部内の圧力状況等に基づいて、必要に応じて、充填材を坑内側に抜き取る。工程（ｃ）の後、移動させたセグメントの拡幅部材の所定の部分が撤去される。
【００１２】
施工上の制約からトンネル途中に拡幅部を設けた場合、拡幅部の使用が終了した後、工程（ｃ）で余掘り部内に移動させたセグメントを、余掘り部内からトンネル内周方向に移動させてもよい。これにより、拡幅坑用セグメントリングの外径が通常断面の掘削坑内に設置されたセグメントリングの外径と同じとなり、トンネルが通常幅に戻る。なお、セグメントの移動時には、移動と並行して余掘り部内に充填材または裏込め注入材を設置する。
【００１３】
第１の発明では、掘削機で余掘り部を有する坑を掘削し、余掘り部の内側に拡幅坑用セグメントリングを設置する。そして、掘削機の通過後に、拡幅坑用セグメントリングを構成するセグメントの一部を余掘り部内に移動させる。
【００１４】
第２の発明は、余掘り部を有する坑内に設置されるセグメントであって、内周面側に拡幅部材が設けられ、外周面方向に移動可能であることを特徴とするセグメントである。
【００１５】
第２の発明のセグメントは、第１の発明のトンネルの拡幅方法で用いられる拡幅用セグメントリングを構成するセグメントとして用いられる。第１の発明で用いられる拡幅用セグメントリングでは、少なくとも１ヶ所に第２の発明のセグメントが配置される。
【００１６】
第２の発明のセグメントでは、必要に応じて、端部付近に可動部が設けられる。可動部は、例えば、第２の発明のセグメントの一部にあらかじめ設置される。または、第２の発明のセグメントと周方向に隣接する他のセグメントとの境界部に設置される。
【００１７】
可動部は、例えば、第２の発明のセグメントの外周面方向への回転移動の中心となるピンと、セグメント外周面側と内周面側との止水のための止水部材とを有する。止水部材には、ゴム、シール材、防水シート等を用いる。
【００１８】
さらに、ピンの回転を固定する回転固定手段を設けてもよい。回転固定手段は、例えば、ピンをセグメントに固定する固定用ピン、セグメントの内周面側等に固定される添接板、ピンの回転によって生じる隙間に固定される楔等である。
【００１９】
また、セグメント内に溝を形成し、溝内に連結部材を設け、セグメントリングの外周部に止水のためにゴムを設けてもよい。連結部材の一端は溝内の端部に固定され、他端は溝に沿って移動可能である。
【００２０】
さらに、セグメントの外周面と内周面との間にゴムを配置し、ゴムを貫通するワイヤを設け、固定手段を用いてワイヤをセグメントに固定してもよい。ワイヤは、トンネルの周方向、または、トンネルの径の方向に、ゴムを貫通して配置される。セグメントの外周面と内周面との間にゴムを配置し、固定手段を用いてゴムをセグメントに固定してもよい。
【００２１】
第２の発明のセグメントでは、軸方向に隣接するセグメントとの間に止水機構を設けてもよい。止水機構とは、軸方向に隣接するセグメントと擦れ合う面に設けられたリップシールや、リング間ボルト締結機構のボルトに設けられたシール材等である。
【００２２】
拡幅部材の周囲には、周方向や前後方向に隣接するセグメントとの間の止水のための部材が設けられる場合がある。止水のための部材は、例えば、拡幅部材の内側に設けられた鋼製の部材である。
【００２３】
第２の発明のセグメントでは、外周面方向、すなわち余掘り部内への移動後、拡幅部材の一部、または、拡幅部材と止水のための部材の一部が撤去される。
【００２４】
第３の発明は、掘削機本体の周囲に、前記掘削機本体の外周方向に張り出し可能な山留め用フードが設けられることを特徴とするシールド機である。
【００２５】
第３の発明のシールド機は、第１の発明のトンネル拡幅方法で掘削機として用いられる。山留め用フードは、掘削機本体の外周の少なくとも１ヶ所に設けられ、第１の発明の工程（ａ）においてコピーカッタや面板スライド方式により掘削された余掘り部の壁面に沿うように張り出される。
【００２６】
山留め用フードには、必要に応じて、フード本体の後方に設置されるリアフード、前方に設置されるフロントフード等を設けてもよい。山留め用フードは、例えば、通常時にはリアフードやフロントフードをフード本体と重ねて格納し、伸縮時には伸長させることにより、掘削機本体の軸方向に伸縮可能とできる。なお、リアフードやフロントフードを伸縮可能とせず、フード本体と一体化して設けてもよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、シールド掘削機１で、拡幅坑１２を有するトンネル８を掘削する工程を示す図である。図１に示すように、シールド掘削機１は、掘削機本体３、掘削用カッタ５、コピーカッタ７等で構成される。さらに、必要に応じて、面板スライド機構（図示せず）や山留め用フード１０１（図１６）を有する。
【００２８】
掘削用カッタ５は、筒状の掘削機本体３の端面に設けられる。コピーカッタ７は、例えば、掘削用カッタ５の一部として設けられ、必要に応じて、シールド掘削機１の側方に伸長可能である。面板スライド機構（図示せず）は、掘削用カッタ５を掘削機本体３の周方向にスライドさせる機構である。
【００２９】
図１（ａ）は、トンネル８の通常坑１０を掘削する工程を示す。通常坑１０とは、トンネル８を構築するために掘削される坑道のうち、通常の周方向断面を有する部分である。図１（ａ）に示すように、シールド掘削機１は、コピーカッタ７を掘削用カッタ５内に格納した状態で地山９を掘削し、トンネル８の通常坑１０を形成する。掘削機本体３の後部では、通常坑１０の内部にセグメント１１が設置される。
【００３０】
図１（ｂ）は、トンネル８の拡幅坑１２を掘削する工程を示す。図２は、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図を示す。拡幅坑１２とは、トンネル８を構築するために掘削される坑道のうち、通常坑１０より周方向断面が拡幅された部分であり、図１（ｂ）、図２に示すように、掘削機本体３の外側に余掘り部１７が形成される。
【００３１】
図１（ｂ）に示すように、シールド掘削機１は、コピーカッタ７を掘削用カッタ５の周方向に伸長させ、掘削用カッタ５で通常断面を掘削しつつ、コピーカッタ７で余掘り部１７を掘削して、トンネル８の拡幅坑１２を形成する。なお、掘削する余掘り部１７の幅に応じて、コピーカッタ７と面板スライド機構（図示せず）とを併用して余掘り部１７を掘削する。
【００３２】
掘削機本体３の後部では、通常坑１０と拡幅坑１２との境界部の通常坑１０の内壁に、必要に応じて、調整セグメント１３を有する調整用セグメントリング１９が設置される。調整セグメント１３、調整用セグメントリング１９の詳細については、後述する。なお、拡幅坑１２の内壁と掘削機本体３の間の余掘り部１７には、必要に応じて、充填材を充填する。充填材は、通常の性質のものの他に、凝固が遅いものを用いてもよい。
【００３３】
図１（ｃ）は、拡幅用セグメントリング２１を設置する工程を示す。図１（ｃ）に示すように、図１（ｂ）に示す状態から地山９をさらに掘削し、掘削機本体３の後部で拡幅セグメント１５を有する拡幅用セグメントリング２１を設置していく。
【００３４】
図３は、拡幅用セグメントリング２１の斜視図である。図３に示すように、拡幅用セグメントリング２１は、通常坑１０に設置されるセグメント１１と同様のセグメント２３、内周面側に拡幅部材２４を有する拡幅セグメント１５で構成される。拡幅セグメント１５は、拡幅用セグメントリング２１の外周方向に移動可能な移動部分２８と、移動しない固定部分３０とからなる。
【００３５】
図４、図５は、可動部２２付近の拡大図である。図４は、図５のＹ−Ｙによる断面図、図５は、図４のＸ−Ｘによる断面図である。拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との間には、可動部２２が設けられる。可動部２２は、鋼管４６、鋼棒４７、芯円固定用ピン２０、シール材３２、防水シート３４等で構成される。
【００３６】
図４に示すように、拡幅セグメント１５の固定部分３０と移動部分２８の境界部には、シール材３２が設置される。シール材３２は、拡幅セグメント１５の内周面側に設置されるシール材３２ａと、外周面側に設置されるシール材３２ｂとからなる。シール材３２ａ、シール材３２ｂは、それぞれ、固定部分３０と移動部分２８のいずれかに固定される。また、拡幅セグメント１５の外周面に沿って、防水シート３４が設置される。シール材３２、防水シート２４は、止水性および弾力性のある材質とする。
【００３７】
図５に示すように、鋼管４６は、拡幅セグメント１５の固定部分３０と移動部分２８の境界部に配置され、複数の鋼管４６ａおよび鋼管４６ｂからなる。鋼管４６ａは拡幅セグメント１５の固定部分３０に固定され、鋼管４６ｂは移動部分２８に固定される。鋼管４６ａと鋼管４６ｂの管内には、鋼棒４７が配置される。
【００３８】
図４、図５に示すように、拡幅セグメント１５の固定部分３０の端部には、芯円固定用ピン２０ａが設置される。芯円固定用ピン２０ａは、固定部分３０に固定された鋼管４６ａを貫通し、鋼棒４７を拡幅セグメント１５の固定部分３０の端部に固定する。移動部分２８には孔３６ａが、鋼管４６ａには孔３６ｂが設けられる。
【００３９】
図４、図５に示す状態では、鋼管４６ｂと拡幅セグメント１５の移動部分２８は、拡幅セグメント１５の固定部分３０の端部に固定された鋼棒４７を中心として、図４に示す矢印Ｅ方向に回転可能である。移動部分２８は、移動部分２８の孔３６ａと鋼管４６ａの孔３６ｂとが重なるように、矢印Ｅ方向に回転される。孔３６ａと孔３６ｂからなる孔３６には、鋼管４６ａと鋼棒４７とを拡幅セグメント１５の移動部分２８の端部に固定するための芯円固定用ピン２０ｂが挿入される。
【００４０】
移動部分２８の移動前、すなわち図４に示す状態では、シール材３２ａと防水シート３４が拡幅セグメント１５の外周側から内周側への漏水を防止する。移動部分２８を移動し、芯円固定用ピン２０ｂで移動部分２８を固定した状態では、シール材３２ｂが固定部分３０に接触し、シール材３２ｂと防水シート３４が拡幅セグメント１５の外周側から内周側への漏水を防止する。
【００４１】
図１（ｃ）では、拡幅用セグメントリング２１は、余掘り部１７の内側に設置される。この時、拡幅用セグメントリング２１は図３に示す状態であり、拡幅用セグメントリング２１の外径は、通常坑１０に設置されたセグメントリングや調整用セグメントリング１９の外径と同じである。
【００４２】
調整用セグメントリング１９の調整セグメント１３は、拡幅用セグメントリングの拡幅セグメント１５に隣接して設置される。調整セグメント１３は、通常坑１０のセグメント１１と拡幅セグメント１５との間を滑らかにつなぐための部材である。図１（ｃ）に示すように、調整セグメント１３の内周面１６は、通常坑１０のセグメント１１の内周面１４から拡幅セグメント１５の内周面２６に向けた勾配を有する。
【００４３】
図１（ｃ）に示す状態のとき、トンネル８の軸方向に隣接するセグメントリングは、リング間ボルト締結機構で連結される。拡幅用セグメントリング２１は、側面に設けられたリング間ボルト締結機構１８、１８ａを用いて、隣接するセグメントリングに連結される。図６は、リング間ボルト締結機構１８ａ付近の断面図を示す。図６は、図１（ｃ）のＸに示す部分の拡大図である。
【００４４】
図６に示すように、リング間ボルト締結機構１８ａは、ナット１０１、ナット１０３、全ネジボルト１０５、シール材１０７、鞘１１１等で構成される。拡幅セグメント１５ｂに設けられた鞘１１１ｂの内部には、ナット１０１が固定され、隣接する拡幅セグメント１５ａに設けられた鞘１１１ａの内部には、ナット１０３が固定される。
【００４５】
拡幅セグメント１５ａと拡幅セグメント１５ｂとを連結するには、六角レンチ１０９等を用いてナット１０１とナット１０３に全ネジボルト１０５をねじ込む。なお、全ネジボルト１０５の端部１１３には、シール材１０７が設けられる。
【００４６】
図７は、拡幅用セグメントリング２１内に形状保持装置２５を設置した状態を示す図である。図７は、図１（ｃ）のＢ−Ｂに示す位置での断面図である。拡幅坑１２内に設置された拡幅用セグメントリング２１の内部には、図７に示すように、形状保持装置２５が設置される。
【００４７】
形状保持装置２５は、例えば、保持治具２９、保持治具３１、ジャッキ２７等で構成される。保持治具３１は、拡幅用セグメントリング２１の最下部のセグメント２３に沿って配置される。ジャッキ２７の両端は、それぞれ、保持治具３１と保持治具２９に連結される。ジャッキ２７は、鉛直方向に伸縮可能で、保持治具２９を上下に移動させる。保持治具２９は、ジャッキ２７によって、拡幅用セグメントリング２１の最上部のセグメント２３に押付けられる。
【００４８】
図１（ｃ）に示す状態で、シールド掘削機１から拡幅セグメント１５にトンネル軸方向の力が伝達されないよう、拡幅セグメント１５の前方のセグメント１１から、シールド掘削機１の推進ジャッキ（図示せず）を離す。それと前後して、図７に示すように、ジャッキ２７を矢印Ｅに示す方向に伸ばす。
【００４９】
図８は、拡幅用セグメントリング２１内に押出し装置３３を設置した状態を示す図である。押出し装置３３は、例えば、押出し治具３７、ジャッキ３５等で構成される。押出し治具３７は、拡幅用セグメントリング２１の拡幅セグメント１５に沿って配置される。ジャッキ３５の一端は、ピン４１を用いて押出し治具３７に連結され、他端は、ピン３９を用いてジャッキ２７に連結される。
【００５０】
押出し治具３７は、ジャッキ３５の伸縮によって、拡幅セグメント１５の内周面２６に押付けられる。なお、押出し装置３３は、図８の矢印Ｆに示す方向にジャッキ３５を伸ばす際に反力を取れる構造であればよい。ジャッキ３５の端部はジャッキ２７に連結されなくてもよい。
【００５１】
図８では、ジャッキ２７を用いて、保持治具２９を拡幅用セグメントリング２１の最上部のセグメント２３に押し付け、拡幅用セグメントリング２１のセグメント２３の形状を保持した状態で、ジャッキ３５を矢印Ｆに示す方向に伸ばし、押出し治具３７を拡幅セグメント１５の内周面２６に押付ける。
【００５２】
図９は、リング間ボルト締結機構１８ａ付近の断面図を示す。図８に示すように形状保持装置２５や押出し装置３３を設置するのと前後して、図９に示すように、六角レンチ１０９等を用いて全ネジボルト１０５をナット１０１から取り外し、全ネジボルト１０５を拡幅セグメント１０５ａ内に格納して、拡幅セグメント１５ａと拡幅セグメント１５ｂとの連結を解除する。なお、シール材１０７を鞘１１１ａに押し付けることで、鞘１１１ａが密閉され、拡幅セグメント１５ａ１５ｂの外周側から拡幅セグメント１５ａ内部への漏水を防ぐことができる。
【００５３】
拡幅セグメント１５と隣接するセグメントとの連結を解除した後、ジャッキ３５を伸ばし、拡幅セグメント１５の移動部分２８を図８の矢印Ｇに示す方向に押出す。拡幅セグメント１５の移動部分２８は、図４、図５を用いて説明したように、可動部２２の鋼棒４７を中心として回転可能である。
【００５４】
図１０は、押出し装置３３を用いて拡幅セグメント１５の移動部分２８を押出した状態を示す図である。図８に示す状態から、押出し装置３３で拡幅セグメント１５の移動部分２８を押出し、図１０に示す状態にする。そして、前述したように、図４、図５に示す芯円固定用ピン２０ｂを用いて、移動部分２８を固定する。図１（ｄ）は、拡幅セグメント１５を余掘り部１７内に移動させ、拡幅坑１２の内壁に沿って配置した状態を示す。図１０は、図１（ｄ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００５５】
形状保持装置２５と押出し装置３３を用いて、トンネル８の軸方向に配置された全ての拡幅用セグメントリング２１の拡幅セグメント１５を順次余掘り部１７に移動させ、図１（ｄ）に示す状態にする。拡幅セグメント１５は、外周面が拡幅坑１２の内壁に沿うように配置され、隣接する拡幅セグメント１５は、リング間ボルト締結機構１８を再度図６に示す状態に戻すことにより、連結される。なお、余掘り部１７に充填材を設置した場合には、必要に応じて、充填材をトンネル８の坑内に吸入する。
【００５６】
拡幅セグメント１５の内周面側に設置された拡幅部材２４には、図１（ｄ）、図１０に示すように、仮設部４３（４３ａ、４３ｂ）が設けられる。仮設部４３の位置は、拡幅セグメント１５の設置位置によって異なる。調整セグメント１３に隣接しない拡幅セグメント１５ｂでは、図１（ｄ）や図１０に示すように、周方向に隣接するセグメント２３に接する面を除く部分が仮設部４３ｂである。
【００５７】
調整セグメント１３に隣接する拡幅セグメント１５ａでは、図１（ｅ）に示すように、周方向に隣接するセグメント２３に接する面と、調整セグメント１３に接する面とを除く部分が仮設部４３ａである。
【００５８】
図１１は、仮設部４３ｂを撤去した後の状態を示す図である。図１（ｅ）は、仮設部４３を撤去した状態を示す。図１１は、図１（ｅ）のＤ−Ｄ断面図である。図１（ｄ）や図１０に示す状態から、仮設部４３等を撤去し、図１（ｅ）や図１１に示す状態にする。
【００５９】
図１（ｅ）、図１１に示すように、拡幅用セグメントリング２１ａ、拡幅用セグメントリング２１ｂでは、拡幅セグメント１５ａの仮設部４３ａ、拡幅セグメント１５ｂの仮設部４３ｂをそれぞれ撤去して、拡幅部４５ａと拡幅部４５ｂを形成する。また、調整用セグメントリング１９では、調整セグメント１３の内周面１６付近を撤去し、トンネル軸方向に隣接するセグメント１１の内周面１４に面位置を合わせる。そして、図１（ｅ）に示すように、拡幅坑１２付近の覆工を完成する。
【００６０】
このように、第１の実施の形態では、コピーカッタ７を有するシールド掘削機１を用いて掘削した拡幅坑１２の余掘り部１７の内側に拡幅用セグメントリング２１を組み立て、掘削機本体３が拡幅坑１２を通過した後、拡幅セグメント１５を余掘り部１７内に移動させる。拡幅用セグメントリング２１の外径は、設置時には通常坑１０に設置されるセグメントリングの外径と等しいため、掘削機本体３のテール部と拡幅用セグメントリング２１との止水性を確保できる。
【００６１】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の工程でトンネル８の拡幅坑１２付近を覆工するが、拡幅用セグメントリング２１ａの拡幅セグメント１５ａ、拡幅用セグメントリング２１ｂの拡幅セグメント１５ｂの替わりに、拡幅セグメント５１ａ、拡幅セグメント５１ｂを使用する。
【００６２】
図１２は、拡幅用セグメントリング２１を設置した状態のトンネル軸方向の断面図である。図１２は、第１の実施の形態の図１（ｃ）に示す状態に相当する。第２の実施の形態では、図１２に示すように、拡幅坑１２を掘削した後、余掘り部１７の内側に、拡幅セグメント５１を有する拡幅用セグメントリング２１を設置する。
【００６３】
拡幅セグメント５１は、本体５５、止水枠５３等で構成される。本体５５は、通常のセグメント１１の内周面側に拡幅部材５４を設けたものである。本体５５は、例えば、外郭の形状が拡幅セグメント１５とほぼ同様の箱体であり、可動部２２を用いて外周面方向に移動可能である。隣接する拡幅セグメント５１は、拡幅部材５４が接触するように配置される。
【００６４】
止水枠５３は、本体５５の拡幅部材５４の内側に配置される。隣接する拡幅セグメント５１の止水枠５３は、隣接する拡幅セグメント５１の拡幅部材５４の接触部を包み込むように、止め具５２を用いて固定される。調整セグメント１３に隣接して配置される拡幅セグメント５１ａの止水枠５３ａは、止め具５２を用いて調整セグメント１３に固定される。止水枠５３は、本体５５の移動時に余掘り部１７からトンネル坑内への漏水を防止する。
【００６５】
図１３は、拡幅セグメント５１の本体５５を移動させる工程を示すトンネル軸方向の断面図である。図１３は、第１の実施の形態の図１（ｃ）から図１（ｄ）にへの移行状態に相当する。図１２に示すように拡幅用セグメントリング２１を設置した後、シールド掘削機１から拡幅セグメント５１にトンネル軸方向の力が伝達されないよう、拡幅セグメント５１の前方のセグメント１１から、シールド掘削機１の推進ジャッキ（図示せず）を離す。但し、図１３中に破線で示したように推力伝達材５０を設置し、調整セグメント１３から止水枠５３へ推力を伝達すれば、推進ジャッキを離す必要はない。
【００６６】
そして、図１３に示すように、拡幅セグメント５１ａの本体５５ａ、拡幅セグメント５１ｂの本体５５ｂを、順次余掘り部１７内に移動させる。本体５５ａの調整セグメント１３に隣接する拡幅部材５４の端部は、止め具５６を用いて調整セグメント１３と止水枠５３ａに固定される。また、他の拡幅部材５４の端部は、止め具５６（図１４）を用いて隣接する拡幅セグメント５１の拡幅部材５４に固定される。なお、本体５５ａや本体５５ｂの移動には、必要に応じて、第１の実施の形態で使用した形状保持装置２５や押出し装置３３を用いる。
【００６７】
図１４は、拡幅坑１２の覆工が完成した状態でのトンネル軸方向の断面図を示す。全ての拡幅セグメント５１の本体５５を拡幅坑１２の内壁に沿って配置した後、図１４に示すように、拡幅セグメント５１では、止め具５６より内側に位置する止水枠５３と拡幅部材５４を撤去する。また、調整セグメント１３においても、止め具５６より内側の部分を撤去する。そして、図１４に示すように、拡幅坑１２付近の覆工を完成する。
【００６８】
このように、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、拡幅用セグメントリング２１を拡幅坑１２の余掘り部１７の内側に組み立て、掘削機本体３が拡幅坑１２を通過した後、拡幅セグメント５１の本体５５を余掘り部１７内に移動させるため、掘削機本体３のテール部と拡幅用セグメントリング２１との止水性を確保できる。また、拡幅セグメント５１の本体５５の内側に止水枠５３を設けることで、本体５５を余掘り部１７内に移動させる際に、隣接する拡幅セグメント５５の間の止水性が向上する。
【００６９】
なお、第２の実施の形態では、拡幅坑１２の断面積を一定としたが、拡幅坑１２の断面積を段階的に変化させることもできる。図１５は、断面積が一定でない拡幅坑１２ａのトンネル軸方向の断面図である。
【００７０】
図１５に示すように、拡幅セグメント５１ａ、拡幅セグメント５１ｂの本体５５ａ、本体５５ｂの外周面の位置をずらして配置し、止め具５６で拡幅部材５４を固定し、止水枠５３や拡幅部材５４の一部を撤去することにより、断面積が一定でない拡幅坑１２ａを覆工できる。図１２から図１５では、止水枠５３と拡幅部材４３の接触面や、拡幅部材５４と拡幅部材５４の接触面にリップシール（図示せず）を設けることで、止水性がさらに向上する。
【００７１】
次に、第３の実施の形態について説明する。図１６は、第３の実施の形態で使用する掘削機１０１および掘削機１０１を用いて設置されたセグメントの斜視図である。図１７は、山留めフード１０３を張り出した掘削機１０１および掘削機１０１を用いて設置されたセグメントの斜視図である。第３の実施の形態では、第１の実施の形態の掘削機１の代わりに掘削機１０１を用いて、拡幅坑を有するトンネルを掘削する。充填材の充填のみで余掘り部１７（図１）の壁面の安定が保たれない場合には、掘削機１０１を使用するのが好ましい。
【００７２】
掘削機１０１は、掘削機本体３、掘削カッタ５、山留めフード１０３、テール拡幅部１０７等で構成される。掘削機１０１は、第１の実施の形態で使用した掘削機１の掘削機本体３の外周からテール拡幅部１０７を張り出す。テール拡幅部１０７は、掘削機本体３のテール部付近に設けられる。山留めフード１０３は、テール拡幅部１０７の外周面であるフード本体１１５、フロントフード１０５、リアフード１０９からなる。
【００７３】
フロントフード１０５は、例えば、テール拡幅部１０７のフード本体１１５と一体であり、テール拡幅部１０７と同時に掘削機本体３の外周方向に張り出される。テール拡幅部１０７からは、リアフード１０９が伸長される。山留めフード１０３は、図１７に示すように、テール拡幅部１０５を掘削機本体３の外周方向に張り出すことにより、拡幅坑１２（図１）の壁面を支持する。なお、図１６に示す状態では、リアフード１０９は、フード本体１１５の内側に重ねてテール拡幅部１０７内に格納される。
【００７４】
掘削機１０１は、図１に示す掘削機１と同様に、掘削機５、コピーカッタ７、面板スライド機構（図示せず）等を用いて、通常坑１０や、余掘り部１７を有する拡幅坑１２を地山９内に掘削する。
【００７５】
図１６に示すように、掘削機１０１は、通常坑を掘削する際には山留めフード１０３を張り出さずに掘削しつつ、テール部で通常坑内にセグメント１１を設置する。拡幅坑を掘削する際には、山留めフード１０３を張り出さずに掘削しつつ、テール部で調整用セグメントリング１９や拡幅用セグメントリング２１を設置する。拡幅坑の余掘り部内には、充填材を充填する。
【００７６】
そして、適切な時期に、図１７に示すように、拡幅坑（図示せず）の壁面に沿って山留めフード１０３とフロントフード１０５を張り出し、さらに、リアフード１０９をテール拡幅部１０７から伸長する。このとき、リアフード１０９の最後尾１１１が、拡幅予定の拡幅用セグメントリング２１の最後尾１１３と一致するようにする。
【００７７】
図１７に示す状態で、掘削カッタ５で地山を掘削しつつ、拡幅用セグメントリング２１の拡幅セグメント（図示せず）を拡幅用セグメントリング２１の外周方向に移動させて、拡幅坑を覆工する。そして、拡幅区間終了時に、リアフード１０９をテール拡幅部１０７内に、テール拡幅部１０７を掘削機本体３内に格納する。
【００７８】
このように、第３の実施の形態では、山留めフード１０３を有する掘削機１０１を用いることにより、余掘り部の壁面の維持が容易になる。また、山留めフード１０３を張り出すことで、掘削機１０１の掘削方向や姿勢制御が可能となる。
【００７９】
なお、図１６、図１７に示す掘削機１０１では、フロントフード１０５がフード本体１１５と一体化されているが、フロントフード１０５をリアフード１０９と同様にテール拡幅部１０７に格納し、伸縮可能にしてもよい。また、フロントフード１０５やリアフード１０９を設けない場合もある。
【００８０】
次に、第４の実施の形態について説明する。図１８は、第４の実施の形態で使用する拡幅用セグメントリング２１の一部の斜視図である。第４の実施の形態においても、第１、第２の実施の形態と同様の工程でトンネル８の拡幅坑１２付近を覆工するが、拡幅用セグメントリング２１の拡幅セグメント１５の替わりに、拡幅セグメント５７を使用する。
【００８１】
図１８は、図１（ｃ）に示す工程での拡幅セグメント５７の状態を示す。拡幅セグメント５７は、内周面に拡幅部材５８を有する。拡幅部材５８には、適切な部分に仮設部５９が設けられる。
【００８２】
図１８に示す状態の拡幅用セグメントリング２１を拡幅坑１２の余掘り部１７の内側に設置し、掘削機本体３が拡幅坑１２を通過した後、シールド掘削機１から拡幅セグメント５７にトンネル軸方向の力が伝達されないよう、拡幅セグメント５７の前方のセグメントから、シールド掘削機１の推進ジャッキ（図示せず）を離す。
【００８３】
そして、複数の拡幅セグメント５７をそれぞれ図１８の矢印Ｈに示す方向に押し出して余掘り部１７内に移動させ、拡幅坑１２の内壁に沿って配置する。拡幅セグメント５７の移動には、必要に応じて、第１の実施の形態で使用したような形状保持装置や押出し装置を用いる。
【００８４】
図１９は、仮設部５９を撤去した拡幅用セグメントリング２１の一部の斜視図である。拡幅セグメント５７を余掘り部１７内に押し出した後、拡幅セグメント３７の仮設部５９を撤去し、拡幅用セグメントリング２１内に拡幅部６０を形成する。
【００８５】
なお、図１８、図１９に示す拡幅セグメント５７は、調整セグメント１３に隣接しないものである。調整セグメント１３に隣接する拡幅セグメント５７では、仮設部は、調整セグメント１３に接する面および周方向に隣接するセグメント２３に接する面を除く部分に設けられる。
【００８６】
拡幅セグメント５７のリング間ボルト締結機構１８、１８ａ（図１８、図１９９）は、第１の実施の形態の拡幅セグメント１５のリング間ボルト締結機構１８、１８ａと同様の構成である。拡幅セグメント５７では、拡幅前にリング間ボルト締結機構１８ａを図６に示す状態から図９に示す状態にして、隣接するセグメントとの連結を解除する。また、拡幅セグメント５７を拡幅坑１２内に移動した後、リング間ボルト締結機構１８ａを図６に示す状態に戻して隣接するセグメントと再連結する。
【００８７】
第４の実施の形態においても、第１、第２の実施の形態と同様に、拡幅用セグメントリング２１を拡幅坑１２の余掘り部１７の内側に組み立て、掘削機本体３が拡幅坑１２を通過した後、拡幅セグメント５７を余掘り部１７内に移動させるため、掘削機本体３のテール部と拡幅用セグメントリング２１との止水性を確保できる。
【００８８】
次に、第５の実施の形態について説明する。図２０は、拡幅部４５ａ、拡幅部４５ｂが設けられた部分を通常幅に戻す工程を示す図である。図２０の（ａ）は、内部に拡幅部４５ａ、拡幅部４５ｂを設けたトンネル８を示す。図２０の（ｂ）は、拡幅セグメント１５ａ、拡幅セグメント１５ｂを移動させて内空の幅を一定としたトンネル８を示す。
【００８９】
図２０の（ａ）に示すトンネル８は、例えば、第１の実施の形態で説明した方法で構築される。トンネル８の拡幅部４５ａ、拡幅部４５ｂが、トンネル８の施工時に必要で、完成後は必要でない場合、施工後、図２０の（ｂ）に示すように、拡幅部４５ａ、拡幅部４５ｂが設けられた部分のシールド幅を通常幅に戻し、トンネル８の内空の幅を一定とする。図２０に示す工程は、例えば、拡幅部４５ａ、拡幅部４５ｂが小口径長距離シールドの資材搬送用台車の坑内離合（すれ違い）に使用される場合に適用される。
【００９０】
トンネル８の内空の幅を一定とするには、図２０の（ａ）に示す拡幅用セグメントリング２１ａ、拡幅用セグメントリング２１ｂの外径と通常坑１０のセグメントリングとの外径とが同じになるように、拡幅用セグメントリング２１ａの拡幅セグメント１５ａ、拡幅用セグメントリング２１ｂの拡幅セグメント１５ｂを、トンネル８の内周方向に移動させる。
【００９１】
拡幅セグメント１５ａ、拡幅セグメント１５ｂの移動と並行して、図２０の（ｂ）に示すように、拡幅セグメント１５ａ、拡幅セグメント１５ｂの外側の余掘り部１７（図１）に充填材または裏込め注入材１１７を注入する。充填材または裏込め注入材１１７の注入は、拡幅セグメント１５ａ、拡幅セグメント１５ｂに設けた注入孔（図示せず）を介して行う。充填材または裏込め注入材１１７は、通常の性質のものの他に、凝固が遅いものを用いてもよい。
【００９２】
拡幅セグメント１５ａ、拡幅セグメント１５ｂのトンネル内周方向への移動は、第１の実施の形態で述べた、トンネル外周方向（図８の矢印Ｇ方向）への移動と逆の手順で行う。拡幅セグメント１５ａ、拡幅セグメント１５ｂをトンネル内周方向に引き寄せるには、図８に示すジャッキ３５、ジャッキ２７等を用いる。
【００９３】
第５の実施の形態では、拡幅坑１２を設けた部分のトンネル８のシールド幅を、施工中のみ拡幅した後、通常坑１０の部分と同等に戻すので、地下の占有が短期間で済み、地上施設管理者に対する地下占有に関する許可が基本的に不要となる。
【００９４】
このように、第１から第５の実施の形態では、掘削機本体３が拡幅坑１２を通過した後、拡幅セグメントを余掘り部１７内に移動させるので、掘削機本体３のテール部と拡幅用セグメントリング２１との止水性を確保できる。なお、使用する拡幅用セグメントは、第１、第２、第４、第５の実施の形態で使用した拡幅セグメント１５、拡幅セグメント５１、拡幅セグメント５７に限らない。拡幅セグメントは、内周面側に拡幅部材が設けられ、余掘り部１７の内側に設置された後、余掘り部１７内に移動ができるような構造であればよい。
【００９５】
図２１は、他の拡幅セグメント６１を有する拡幅用セグメントリング２１の斜視図である。拡幅セグメント６１は、本体６３、拡幅部材６４、拡幅部材６５等で構成される。拡幅部材６４、拡幅部材６５は、いずれも本体６３の内周面側に設けられる部材であるが、拡幅部材６４は本体６３と一体化した部材であり、拡幅部材６５は、本体６３と一体化されない部材である。
【００９６】
本体６３は、例えば、可動部２２を用いてセグメント２３に連結され、可動部２２を回転の中心として、矢印Ｉに示す方向に移動可能である。本体６３には、ピン６９の位置をガイドするガイド溝６７が設けられ、拡幅部材６５に固定されたピン６９の端部がガイド溝６７内に配置される。
【００９７】
図２２は、拡幅セグメント６１を移動させた拡幅用セグメントリング２１の斜視図である。図２２に示すように、拡幅部材６５を本体６３と周方向に隣接するセグメント２３との間に移動させ、拡幅セグメント６１を拡幅坑１２の余掘り部１７の内部に配置する。このとき、拡幅部材６５に固定されたピン６９は、本体６３のガイド溝６７に沿って移動する。
【００９８】
拡幅部材６４、拡幅部材６５には、それぞれ、適切な部分に仮設部６６、仮設部６８が設けられる。これらの仮設部６６、仮設部６８を撤去することにより、拡幅用セグメントリング２１の内部に拡幅部が形成される。本体６３に設けられたリング間ボルト締結機構１８ａは、拡幅セグメント１５、拡幅セグメント５７に設けられたリング間ボルト締結機構１８ａと同様にして用いられる。
【００９９】
また、可動部２２の構造は、図４に示すものに限らない。可動部２２は、拡幅用セグメントリング２１の外周側と内周側との止水性を確保しつつ、拡幅セグメントを移動させることができる構造であればよい。図２３から図２９は、他の構造の可動部２２を示す図である。
【０１００】
図２３に示す可動部２２は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられ、ピン７３、ゴム７１等で構成される。ピン７３は、拡幅セグメント１５の移動部分２８の端部と固定部分３０の端部とをヒンジ結合する。止水用のゴム７１は、移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられる。拡幅セグメント１５の移動部分２８は、図２３の矢印Ｊに示すように、ピン７３を中心として回転可能である。
【０１０１】
図２４に示す可動部２２は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられ、拡幅セグメント１５に設けられた溝である主管８３と枝管８５、金具８１、固定ピン７７、移動ピン７９、ゴム７５等で構成される。
【０１０２】
金具８１は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０とを連結する。金具８１を配置するための主管８３は、移動部分２８と固定部分３０の内部に配置される。移動部分２８の内部には、さらに、主管８３から枝分かれした枝管８５が配置される。移動部分２８と固定部分３０の接触部の外周面側には、ゴム７５が設けられる。
【０１０３】
金具８１の一端は、固定ピン７７として固定部分３０の主管８３の端部に固定される。金具８１の他端には、移動ピン７９が設けられる。移動ピン７９は、移動部分２８の移動前には、図２４に示すように、移動部分２８の主管８３の内部に格納されている。移動部分２８を矢印Ｋに示す方向に移動させると、ゴム７５が縮み、移動ピン７９が移動部分２８内の主管８３から移動して枝管８５に格納される。
【０１０４】
図２５に示す可動部２２は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられ、ワイヤ８７、止め具８９、ゴム９１等で構成される。ゴム９１は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との間に設けられる。ゴム９１の内部には、トンネル周方向にワイヤ８７が配置される。
【０１０５】
ワイヤ８７の両端部には、それぞれネジ山が設けられる。ワイヤ８７の両端部は、止め具８９を用いて、移動部分２８と固定部分３０とに固定される。ワイヤ８７およびゴム９１を変形させることにより、移動部分２８を矢印Ｌに示す方向に移動させることができる。
【０１０６】
図２６に示す可動部２２は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられ、ワイヤ９３ａ、ワイヤ９３ｂ、止め具９５、ゴム９７等で構成される。ゴム９７は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との間に設けられる。
【０１０７】
ゴム９７は、固定部分３０を外周側から内周側まで貫通するワイヤ９３ａと、移動部分２８を外周側から内周側まで貫通するワイヤ９３ｂとによって、固定部分３０と移動部分２８に固定される。ワイヤ９３ａ、ワイヤ９３ｂは、それぞれ、止め具９５を用いて固定部分３０、移動部分２８に固定される。ゴム９７を変形させることにより、移動部分２８を矢印Ｍに示す方向に移動させることができる。
【０１０８】
図２７に示す可動部２２は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられ、止め具９８、ゴム９９等で構成される。ゴム９９は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との間に設けられる。ゴム９９の周方向の端部は、それぞれ、止め具９８を用いて固定部分３０、移動部分２８に固定される。ゴム９９を変形させることにより、移動部分２８を矢印Ｎに示す方向に移動させることができる。
【０１０９】
図２８に示す可動部２２は、図４に示す可動部２２とほぼ同様の構成であるが、図４の矢印Ｅに示す方向に回転させ、芯円固定用ピン２０ｂを鋼棒４７に固定した後、拡幅セグメント１５の内周面側に、添接板１２１が取り付けられる。添接板１２１は、ボルト１２３とナット１２５を用いて移動部分２８と固定部分３０とに固定される。
【０１１０】
図２９、図３０に示す可動部２２は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられ、ピン１２７、回転板１２９、防水シート１３１、楔１３７等で構成される。ピン１２７は、拡幅セグメント１５の固定部分３０と移動部分２８の境界部に配置される。防水シート１３１は、拡幅セグメント１５の外周面に沿って設置される。回転板１２９は、防水シート１３１の内側に設置される。防水シート１３１は、止水性および弾力性のある材質、回転板１２９は変形可能な材質とする。
【０１１１】
図２９に示す状態では、移動部分２８と固定部分３０とは、ボルト１３５とナット１３３を用いて固定されている。ボルト１３５とナット１３３を撤去することにより、ピン１２７を回転の中心として移動部分２８を矢印Ｏに示す方向に移動させることができる。
【０１１２】
移動部分２８を図２９の矢印Ｏに示す方向に回転させた後、図３０に示すように、移動部分２８と固定部分３０との間に楔１３７を配置する。さらに、移動部分２８と楔１３７と固定部分３０とを、テーパーワッシャ１４３を介してボルト１３９とナット１４１とで締付ける。このとき、テーパーワッシャ１４３に設けるボルト１３９用の孔を長穴にしておくと、組み立てが容易になる。
【０１１３】
図４、図５および図２１から図２７では、拡幅セグメント１５（拡幅セグメント５５、拡幅セグメント６１）を移動部分２８と固定部分３０に分割し、移動部分２８と固定部分３０の境界部に可動部２２を設けたが、可動部２２の設置位置はこれに限らない。拡幅セグメント１５（拡幅セグメント５５、拡幅セグメント６１）を移動部分２８と固定部分３０に分割せず、拡幅セグメントと、周方向に隣接する他のセグメントとの境界部に可動部２２を設けてもよい。この場合、可動部２２を用いて拡幅セグメント全体がセグメントリングの周方向に移動する。
【０１１４】
さらに、形状保持装置、押出し装置の構成は、図７から図１０に示すものでなくてもよい。形状保持装置は、拡幅セグメントの移動中に、他のセグメント２３の形状を保持できる構造であればよい。また、押出し装置は、拡幅セグメントを拡幅用セグメントリング２１の外周方向に押出せる構造であればよい。拡幅セグメントの移動の形態として、拡幅セグメント１５や拡幅セグメント６１のような回転移動、拡幅セグメント５７のような平行移動等が考えられる。押出し装置は、使用される拡幅セグメントの移動形態に応じた構造とする。
【０１１５】
拡幅セグメント１５、拡幅セグメント５１等の拡幅セグメントは、鋼製とするのが望ましいが、他の材質で形成してもよい。また、図１では、トンネル８の一方の側面に余掘り部１７を設けて拡幅部を形成したが、余掘りを行う位置はこれに限らない。例えば、両側面に余掘り部を掘削して拡幅部を形成してもよい。
【０１１６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、シールド機の通過後にセグメント単独で拡幅することで、シールド機テール部とセグメントとの間の止水性を気にすることなくセグメントを拡幅することができるトンネルの拡幅方法、セグメントおよびシールド機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シールド掘削機１で、拡幅坑１２を有するトンネル８を掘削する工程を示す図
【図２】図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図
【図３】拡幅用セグメントリング２１の斜視図
【図４】可動部２２付近の拡大図
【図５】可動部２２付近の拡大図
【図６】リング間ボルト締結機構１８ａ付近の断面図
【図７】拡幅用セグメントリング２１内に形状保持装置５を設置した状態を示す図
【図８】拡幅用セグメントリング２１内に押出し装置３３を設置した状態を示す図
【図９】リング間ボルト締結機構１８ａ付近の断面図
【図１０】押出し装置３３を用いて拡幅セグメント１５の移動部分２８を押出した状態を示す図
【図１１】仮設部４３ｂを撤去した後の状態を示す図
【図１２】拡幅用セグメントリング２１を設置した状態のトンネル軸方向の断面図
【図１３】拡幅セグメント５１の本体５５を移動させる工程を示すトンネル軸方向の断面図
【図１４】拡幅坑１２の覆工が完成した状態のトンネル軸方向の断面図
【図１５】断面積が一定でない拡幅坑１２ａのトンネル軸方向の断面図
【図１６】第３の実施の形態で使用する掘削機１０１および掘削機１０１を用いて設置されたセグメントの斜視図
【図１７】山留めフード１０３を張り出した掘削機１０１および掘削機１０１を用いて設置されたセグメントの斜視図
【図１８】第４の実施の形態で使用する拡幅用セグメントリング２１の一部の斜視図
【図１９】仮設部５９を撤去した拡幅用セグメントリング２１の一部の斜視図
【図２０】拡幅部４５ａ、拡幅部４５ｂが設けられた部分を通常幅に戻す工程を示す図
【図２１】他の拡幅セグメント６１を有する拡幅用セグメントリング２１の斜視図
【図２２】拡幅セグメント６１を移動させた拡幅用セグメントリング２１の斜視図
【図２３】他の構造の可動部２２を示す図
【図２４】他の構造の可動部２２を示す図
【図２５】他の構造の可動部２２を示す図
【図２６】他の構造の可動部２２を示す図
【図２７】他の構造の可動部２２を示す図
【図２８】他の構造の可動部２２を示す図
【図２９】他の構造の可動部２２を示す図
【図３０】他の構造の可動部２２を示す図
【符号の説明】
１、１０１………シールド掘削機
３………掘削機本体
７………コピーカッタ
１０………通常坑
１１、２３………セグメント
１２………拡幅坑
１３………調整セグメント
１５、１５ａ、１５ｂ、５１、５１ａ、５１ｂ、５７、６１………拡幅セグメント
１７………余掘り部
２０、２０ａ、２０ｂ………芯円固定用ピン
２１、２１ａ、２１ｂ………拡幅用セグメントリング
２４、５４、５８、６５………拡幅部材
２５………形状保持装置
２６………内周面
３２、１０７………シール材
３３………押出し装置
３４、１３１………防水シート
４３、４３ａ、４３ｂ、５９、６６、６８………仮設部
４５ａ、４５ｂ、６０………拡幅部
４６、４６ａ、４６ｂ………鋼管
４７………鋼棒
５３、５３ａ、５３ｂ………止水枠
７１、７５、９１、９７、９９………ゴム
７３、１２７………ピン
８１………金具
８３………主管
８５………枝管
８７、９３ａ、９３ｂ………ワイヤ
１０３………山留めフード
１０５………フロントフード
１０９………リアフード
１１５………フード本体

Claims (26)

1. 掘削機で余掘り部を有する坑を掘削する工程（ａ）と、
   前記余掘り部の内側に拡幅用セグメントリングを設置する工程（ｂ）と、
   前記掘削機の通過後に、前記拡幅用セグメントリングを構成するセグメントを前記余掘り部内に移動させる工程（ｃ）と、
   を具備することを特徴とするトンネルの拡幅方法。
2. 前記セグメントは、内周面側に拡幅部材が設けられることを特徴とする請求項１記載のトンネルの拡幅方法。
3. 前記工程（ａ）で、前記余掘り部内に充填材を設置することを特徴とする請求項１記載のトンネルの拡幅方法。
4. 前記工程（ｂ）で設置される前記拡幅用セグメントリングの外径が、通常の坑に設置されるセグメントリングの外径と同じであることを特徴とする請求項１記載のトンネルの拡幅方法。
5. 前記工程（ｃ）で、前記拡幅用セグメントリング内に、前記拡幅用セグメントリングの形状を保持する形状保持装置と、前記セグメントを移動させる押出し装置とが設置されることを特徴とする請求項１記載のトンネルの拡幅方法。
6. 前記拡幅部材の所定の部分を撤去する工程（ｄ）をさらに具備することを特徴とする請求項２記載のトンネルの拡幅方法。
7. 前記拡幅用セグメントリングを構成するセグメントを前記余掘り部内からトンネル内周方向に移動させる工程（ｅ）をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のトンネルの拡幅方法。
8. 前記工程（ｅ）で、前記余掘り部内に充填材または裏込め注入材を設置することを特徴とする請求項７記載のトンネルの拡幅方法。
9. 余掘り部を有する坑内に設置されるセグメントであって、
   内周面側に拡幅部材が設けられ、外周面方向に移動可能であることを特徴とするセグメント。
10. 端部付近に可動部が設けられることを特徴とする請求項９記載のセグメント。
11. 前記可動部は、
    回転の中心となるピンと、
    セグメント外周面側と内周面側との止水のための止水部材と、
    を具備することを特徴とする請求項１０記載のセグメント。
12. 前記可動部は、
    回転の中心となるピンと、
    セグメント外周面側と内周面側との止水のための止水部材と、
    前記ピンの回転を固定する回転固定手段と、
    を具備することを特徴とする請求項１０記載のセグメント。
13. 前記止水部材はシール材および防水シートであり、前記回転固定手段は前記ピンをセグメントに固定する固定用ピンであることを特徴とする請求項１２記載のセグメント。
14. 前記止水部材はシール材および防水シートであり、前記回転固定手段は前記ピンをセグメントに固定する固定用ピンおよびセグメントに固定される添接板であることを特徴とする請求項１２記載のセグメント。
15. 前記止水部材はシール材であり、前記回転固定手段は前記ピンの回転によって生じる隙間に固定される楔であることを特徴とする請求項１２記載のセグメント。
16. 前記可動部は、
    セグメント内に形成された溝と、
    前記溝内に配置され、一端が前記溝の端部に固定された連結部材と、
    セグメント外周面側と内周面側との止水のためのゴムと、
    を具備することを特徴とする請求項１０記載のセグメント。
17. 前記可動部は、
    セグメントの外周面と内周面との間に設けられたゴムと、
    前記ゴムを貫通するワイヤと、
    前記ワイヤを前記セグメントに固定する固定手段と、
    を具備することを特徴とする請求項１０記載のセグメント。
18. 前記ワイヤは、トンネルの周方向に配置されることを特徴とする請求項１７記載のセグメント。
19. 前記ワイヤは、トンネルの径方向に配置されることを特徴とする請求項１７記載のセグメント。
20. 前記可動部は、
    セグメントの外周面と内周面との間に設けられたゴムと、
    前記ゴムを前記セグメントに固定する固定手段と、
    を具備することを特徴とする請求項１０記載のセグメント。
21. 軸方向に隣接するセグメントとの間に止水機構を有することを特徴とする請求項９記載のセグメント。
22. 外周面方向への移動後に、前記拡幅部材の一部が撤去されることを特徴とする請求項９記載のセグメント。
23. 軸方向に隣接するセグメントとの間の止水のための部材が設けられることを特徴とする請求項９記載のセグメント。
24. 外周面方向への移動後に、前記拡幅部材および前記止水のための部材の一部が撤去されることを特徴とする請求項２３記載のセグメント。
25. 掘削機本体の周囲に、前記掘削機本体の外周方向に張り出し可能な山留め用フードが設けられることを特徴とするシールド機。
26. 前記山留め用フードは、前記掘削機本体の軸方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項２５記載のシールド機。

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