JP2538370B2 - 立坑もしくは斜坑と横坑の築造に伴う地盤改良方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は立坑もしくは斜坑と横坑の築造に伴う地盤改
良方法及びその装置に係るものである。

（従来の技術） 従来のシールドトンネルの築造には、シールド掘削機
の発進に際して同掘削機を収容する可成り大きな立坑ま
たは斜坑を必要としていた。

更に立坑からのシールド掘削機の発進に際しては、立
坑または斜坑の一部を切断して、この部分から前記掘削
機を発進している。

しかしながら、立坑または斜坑の築造には可成りの工
期を必要とし、しかも立坑または斜坑の築造費用がトン
ネル築造において可成りの割合を占めており、トンネル
築造上の経済性の向上を妨げている要因となっていた。

また前記したように、立坑または斜坑からのシールド
掘削機の発進に際して、同立坑または斜坑の一部を切断
して地山の露出部分から前記掘削機を発進させている
が、地山を露出させることは施工上の安全性に問題があ
り、このため通常、露出地山の地盤改良工事を行ってい
るが、この地盤改良工事がトンネル築造において可成り
の経済的負担となっていた。

しかも近年のシールドトンネルは、大深度化、大断面
化が進んできており、そのためトンネル築造における立
坑または斜坑の築造が全体工事に対して占める割合が益
々大きくなっていく傾向にある。

このような実情に鑑みて本発明者等は曩に特開平３−
217594号公報において、前面に地山掘削機構を具えた、
独立した本線シールドトンネル掘進用のシールド掘削機
を内部に保持し、推進機構及び前記独立したシールド掘
削機の姿勢制御装置を具えた立坑または斜坑掘進用のシ
ールド掘削機によって立坑部または斜坑部を掘削、築造
して所定の深度まで達したのち、前記独立したシールド
掘削機の姿勢を制御し、同掘削機によって本線シールド
トンネルを掘削、築造する立坑もしくは斜坑と横坑の築
造方法を提案した。

（発明が解決しようとする課題） このようにシールドトンネルを地中で分岐、接合する
には、同分岐接合個所をシールド掘削機の推進反力に耐
えうるように地盤改良しておく必要がある。

この地盤改良を表面から行うと、その施工中に交通障
害を生起する等、周辺環境の悪化を招来するとともに、
多くの工期と工費とを必要とする。

本発明は前記従来技術の有する問題点に鑑みて提案さ
れたもので、その目的とする処は、立坑もしくは斜坑と
横坑の築造に伴う地盤の改良施工のための工期を短縮
し、工費を節減しうる地盤改良方法を提供する点にあ
る。

（課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するため、本発明に係る立坑もしく
は斜坑と横坑の築造に伴う地盤改良方法は、立坑もしく
は斜坑と横坑をシールド掘削機によって連続掘進して築
造する際、内部に独立したシールド掘進機を保持したシ
ールド掘削機で立坑もしくは斜坑を掘削、築造して所定
の深度に達したのち、前記した内部の独立したシールド
掘削機で横坑を掘削する、立坑もしくは斜坑と横坑の築
造方法において、立坑もしくは斜坑から横坑への移行部
において、内部の独立したシールド掘削機を分離させて
掘進し、次いで同独立したシールド掘削機を前記シール
ド掘削機の内部に引込み、前記独立したシールド掘削機
内からその引込みによって生じた地山の空隙部内に地盤
改良土を注入するように構成されている。

（作用） 本発明によれば内部に独立した横坑掘進用の独立した
シールド掘削機を保持したシールド掘削機によって、立
坑もしくは斜坑を掘削して所定の深度に達したのち、前
記した内部の独立したシールド掘削機による横坑の掘削
に移行する際、同独立したシールド掘削機を一旦前記シ
ールド掘削機より分離させて掘進したのち、再びシール
ド掘削機内に引込み、この引込みによって生起した地山
内の空隙部に前記独立したシールド掘削機内より地盤改
良土を注入し、前記立坑または斜坑と横坑との移行部の
地盤改良を、シールドトンネル内部側より行なうもので
ある。

（実施例） 以下本発明を図示の実施例について説明する。

（Ａ）は横坑掘進用の独立したシールド掘削機で、立
坑もしくは斜坑掘進用のシールド掘削機（Ｂ）内に同掘
削機（Ｂ）の独立して保持された、通常の急曲線対策を
施した公知のシールド掘削機で、中折れ機構を有し、独
立したシールドジヤツキ（１）と中折れジヤツキ（２）
とを有し、前面にカツター面板（３）またはカツタース
ポークと、コピーカツター（４）と、その駆動機構（図
示せず）とよりなる地山掘削機構が装架されている。

前記立坑もしくは斜坑掘削用のシールド掘削機（Ｂ）
は地山の掘削機構は具えておらず、その内部に前記独立
したシールド掘削機（Ａ）を同心状に保持し、その前端
開口部周縁において球面スライド装置（５）を介して前
記独立したシールド掘削機（Ａ）の前端部を支承すると
ともに、シールド内周面に前記独立したシールド掘削機
（Ａ）を囲繞して列設された伸縮自在な油圧ジャッキ
（６）先端のガイドローラ（７）によって同シールド掘
削機（Ａ）の前胴を支承し、前記油圧ジャッキ（６）を
伸縮することによって、前記独立したシールド掘削機
（Ａ）を前記立坑もしくは斜坑掘進用のシールド掘削機
（Ｂ）の機軸から自由に傾動せしめることができるよう
になっている。

なお前記球面スライド装置（５）及びガイドローラ
（７）付き油圧ジヤツキ（６）によって、前記独立した
シールド掘削機（Ａ）の姿勢制御装置が構成されてい
る。

更に前記シールド掘削機（Ｂ）には、同掘削機推進機
構としてのシールドジヤツキ（８）が装架されている。

而して前記両シールド掘削機（Ａ）（Ｂ）を同一軸線
上に保持し、前記シールド掘削機（Ａ）のカツター面板
（３）及びコピーカツター（４）を駆動回転して地上部
より立坑（Ｃ）もしくは斜坑を掘削築造するとともに、
シールドジヤツキ（８）を立坑トンネル（Ｃ）または斜
坑の内周壁に組付けたセグメント（Ｄ）に反力をとって
伸長し、立坑または斜坑を掘進、築造する。（第３図参
照） かくして所定深度まで掘進すると、独立したシールド
掘削機（Ａ）の外周の油圧ジヤツキ（６）を伸縮して同
掘削機（Ａ）を前記立坑もしくは斜坑掘進用のシールド
掘削機（Ｂ）の機軸に対して所定角度傾斜させ、この状
態から前記シールド掘削機（Ａ）に装架しているシール
ドジヤツキ（１）を使用して、前記独立したシールド掘
削機（Ａ）より分岐、独立して発進させ、横坑を築造す
ることができる。（第５図参照）この場合、図示を省略
されているが独立したシールド掘削機（Ａ）の推進反力
受けを前記シールド掘削機（Ｂ）の中に新たに構築する
必要がある。

このように前記独立したシールド掘削機（Ａ）を傾斜
させて発進させることによって、同掘削機の中折れ角度
を増大させたのと同様の効果を発揮できる。従って、従
来の急曲線対策を施した公知のシールド掘削機で施工す
るよりも、それ以上の急曲線で立坑または斜坑と横坑と
を繋ぐことができる。

第３図乃至第５図は前記シールド掘削機によって築造
される立坑もしくは斜坑と横坑の移行部の地盤改良工程
を示し、先ず前記シールド掘削機（Ｂ）が所定の深度に
達したのち、同掘削機（Ｂ）から前記独立したシールド
掘削機（Ａ）を分離させて鉛直に掘進し、同掘削機
（Ａ）に附設したコピーカツター（４）等の余掘り装置
によって拡径掘削し、この拡径した部分に前記独立した
シールド掘削機（Ａ）に内蔵された地盤改良土注入機構
（図示せず）によってソイルセメント等の地盤改良土
（Ｅ）を掘進と並行して注入し、地山改良ゾーンを造成
する。（第３図参照） 前記独立したシールド掘削機（Ａ）による掘削完了
後、コピーカツター（４）等の余堀り装置を独立したシ
ールド掘削機（Ａ）の本体内に引込み、同掘削機（Ａ）
の前面よりソイルセメント等の地盤改良土（Ｅ）を注入
しながら、同掘削機（Ａ）を前記シールド掘削機（Ｂ）
内に引戻すことによって、立坑シールド下部の地盤を改
良する（第４図参照） かくして地盤改良の完了後、前記独立したシールド
（Ａ）を前記シールド堀削機（Ｂ）内で傾斜させて発進
させ、横坑（Ｆ）を構築する。

この場合、立坑（Ｃ）もしくは斜坑から横坑への移行
部（Ｆ）は急曲線となるが、急曲線施工に必要なシール
ド掘削機の推進反力に耐えうる地山の強度が、予め地盤
改良施工で確保されているので、急曲線の施工が容易に
行なわれる。（第５図参照） 第６図は立坑（Ｃ）の下端部において、前記独立した
シールド掘削機（Ａ）を互いに反対の方向へ２回発進し
た実施例である。

本実施例の場合、先ずシールド掘削機（Ｂ）から独立
したシールド掘削機（Ａ）を前記第４図及び第５図で示
した要領で発進させて横坑（Ｇ）を構築する。横坑
（Ｇ）が貫通したのち、前記シールド掘削機（Ａ）を回
収し、再度前記シールド掘削機（Ｂ）から前記横坑
（Ｇ）と反対側に掘進して横坑（Ｇ′）を構築する。

この場合、反対側の横坑（Ｇ′）の掘進に際して、前
記横坑（Ｇ）における支障となるセグメント（Ｄ′）の
部分は、横坑（Ｇ′）の発進する以前に予め撤去し、埋
戻しておくものとする。その後、横坑（Ｇ）及び立坑
（Ｃ）を互いに連結することによって、立坑及び水平ト
ンネルの構築を行う。（第７図参照） この場合、横坑（Ｇ）におけるセグメント部分の撤
去、更に横坑（Ｇ）（Ｇ′）を連結する際に、周辺地山
は自立する程度の強度を必要とするが、前記した方法に
よって、予めこの部分の地山の強度増加を容易に行うこ
とができる。

第５図及び第７図においては地山の埋戻し改良区域が
横坑の曲線部全域に亘っていないが、横坑シールドに比
して立坑シールド径を大きくすれば、横坑の曲線部をす
べて埋戻し改良区域で覆うことも可能となる。

（発明の効果） 本発明によれば前記したように、内部に独立したシー
ルド掘削機を保持したシールド掘削機で立坑もしくは斜
坑を掘削築造して所定深度に達したのち、前記独立した
シールド掘削機を分離させて掘進し、次いで同独立した
シールド掘削機を前記シールド掘削機の内部に引込み、
この引込みに生じて地山に生じた空隙部内に、前記独立
したシールド掘削機より地盤改良土を注入することによ
って、立坑もしくは斜坑と横坑との移行部の地盤改良
を、地中部より行なって、急曲線となる前記立坑もしく
は斜坑と横坑部との移行部に、急曲線施工に必要なシー
ルド掘削機の推進反力に耐えうる地山強度を与えること
によって、前記移行部における急曲線の施工を容易に行
なうことができるものであり、本発明によればこのよう
に、前記立坑もしくは斜坑と横坑の移行部の地盤改良を
地中部より行なうことができるので、同地盤改良工事を
地表部の環境に悪影響を与えることなく、工期を短縮
し、工費を節減しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図の方法に使用される立坑もしくは斜坑
と横坑の築造装置の一実施例を示す横断平面図で、第１
図は立坑もしくは斜坑掘進時の状態を、第２図は横坑掘
進時の状態を示す。第３図乃至第７図は本発明の方法の
工程を示す縦断面図である。 （Ａ）……独立したシールド掘削機、 （Ｂ）……シールド掘削機、 （Ｃ）……立坑、（Ｄ）……セグメント、 （Ｅ）……地盤改良土、 （Ｇ）（Ｇ′）……横坑、 （１）……シールドジヤツキ、（２）……中折れジヤツ
キ、 （３）……カツター面板、（４）……コピーカツター、 （５）……球面スライド装置、（６）……油圧ジヤツ
キ、 （７）……ガイドローラ、（８）……シールドジヤツ
キ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】立坑もしくは斜坑と横坑をシールド掘削機
   によって連続掘進して築造する際、内部に独立したシー
   ルド掘進機を保持したシールド掘削機で立坑もしくは斜
   坑を掘削、築造して所定の深度に達したのち、前記した
   内部の独立したシールド掘削機で横坑を掘削する。立坑
   もしくは斜坑と横坑の築造方法において、立坑もしくは
   斜坑から横坑への移行部において、内部の独立したシー
   ルド掘削機を分離させて掘進し、次いで同独立したシー
   ルド掘削機を前記シールド掘削機の内部に引込み、前記
   独立したシールド掘削機内からその引込みによって生じ
   た地山の空隙部内に地盤改良土を注入することを特徴と
   する立坑もしくは斜坑と横坑の築造に伴う地盤改良方
   法。