JP2651521B2 - 曲線推進支保工法及び曲線推進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネルの分流・合流
部の拡幅を行う場合などにおいて、地山圧力を受ける支
保工を曲線推進により施工する曲線推進支保工法、及び
その施工に使用する曲線推進機に関する。

【０００２】

【従来の技術】地下道路の分岐・合流部の拡幅工事は、
施工延長が２００ｍ程度で比較的短く、その拡幅に多連
シールド掘進機（複数のシールド掘進機を並設したも
の）を使用することは不経済である。

【０００３】そこで、パイプルーフ工法が考えられる
が、従来のパイプルーフ工法は、立坑を掘削してその中
に水平ボーリングマシンや圧入ジャッキ等を設置し、各
鋼管中にオーガを挿入して吊り降ろし、立坑内で鋼管及
びオーガを継ぎ足しながら、水平ボーリングマシンでオ
ーガを掘進させつつ圧入ジャッキにより鋼管を地山に真
っ直ぐ貫入する方法であるため、次のような問題点があ
った。

【０００４】 オーガによる掘削であるため、パイプ
の曲線施工ができなく、アーチルーフとするには、トン
ネル軸線方向に貫入しその貫入位置をパイプ相互で順次
上下にずらしていくしかなかった。 オーガを鋼管中に挿入して掘進するため、パイプ延
長が長くなるに従いパイプ外周面の摩擦抵抗が増大し、
貫入に過大の圧力が必要であった。 パイプ延長が長くなるに従いパイプ先端が垂れ下が
り、圧入精度の確保が難しかった。 からの結果、施工延長は１００ｍ程度が限度で
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のこのような問題点に鑑み、パイプ等による支保工を施
工延長の制限なく容易にかつ精度良くしかも能率的に施
工できるようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による曲線推進支
保工法は、長さ方向に湾曲した曲線推進機を、パイロッ
トトンネル又は立坑からその側方へ発進させ、曲線掘進
させながら、その掘削跡に、パイロットトンネル又は立
坑からパイプ等の支保材を順次推進し継ぎ足しつつ貫入
することを、パイロットトンネル又は立坑の長さ方向に
位置を変えて繰り返す。

【０００７】曲線推進機を、パイロットトンネル内に設
備された横移動装置に搭載して発進位置を変えることに
より、能率的に施工できる。

【０００８】複数の掘進胴部の指向方向を互いに変える
ことができる複断面型曲線推進機を使用し、その複数の
掘進胴部の指向方向を制御しながら掘進させることによ
り、掘進方向制御を容易に行えると共に、全体の施工工
程の短縮が図れる。

【０００９】本発明による曲線推進機は、前面にそれぞ
れカッタを装着した複数の掘進胴部を、互いに指向方向
が変向できるように並設し、かつ各掘進胴部を長さ方向
に所定の曲率で湾曲させたものである。

【００１０】掘進胴部を前胴部と後胴部とに分離し、こ
れら前胴部と後胴部とを着脱自在に連結すれば、先端の
支保材と連結する後胴部は、支保工の一部として到達地
点に残し、カッタを有する前胴部は回収して繰り返し使
用できる。

【００１１】前胴部を後胴部に対し中折れ機構により屈
曲可能に連結すれば、予定線形の変化（曲率変化）にも
容易に対処できる。

【００１２】

【作用】パイロットトンネルからその側方へ曲線推進機
を発進させると、該曲線推進機は長さ方向に湾曲してい
るため、その曲率に応じて曲線掘進する。その曲率を、
推進予定路線の線形に合ったものとすることにより、パ
イプ等の支保材を予定の線形（曲線）に沿って施工でき
る。

【００１３】本発明による曲線推進機は、複断面構造
で、かつ複数の掘進胴部のそれぞれが湾曲し、しかも相
互に指向方向を変向できるため、その指向方向を調整す
ることにより、掘進方向の制御を容易に行える。又、複
数本のパイプ等を同時に貫入できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１に本発明による曲線推進機の一例を示
す。この曲線推進機１は、円形単断面の２つの掘進胴
部、つまり２機の推進機２，３を並列連結した２連構造
となっている。各推進機２，３は、それぞれ前面にカッ
タ４を装着した前胴部２a ，３a と後胴部２b ，３b と
に分離し、しかも同じ所定の曲率、つまり推進予定路線
の線形に合った曲率で長さ方向に湾曲しているが、公知
の中折れ機構により前胴部２a ，３a を後胴部２b ，３
b に対し別々に屈曲させることができるようになってい
る。そして、各推進機２，３は、いわゆる泥水式セミシ
ールド掘進機と同様に、自動遠隔操作で泥水処理しなが
ら掘進する構造になっている。

【００１５】推進機２，３相互において、後胴部２b ，
３b は互いに固定連結されているが、前胴部２a ，３a
は、その指向方向を互いに食い違わせることができるよ
うに、連結部材５を介しクロスアーキュレート機構で互
いに接線方向に回動可能に連結されている。図１は両前
胴部２a ，３a を同方向に指向させた通常状態、図２は
前胴部２a を上向き、前胴部３a を下向きにした状態、
図３は逆に前胴部２aを下向き、前胴部３a を上向きに
した状態、図４は両前胴部２a ，３a を掘進方向に向か
って共に右向きにした状態、図５は共に左向きにした状
態である。

【００１６】次に、この曲線推進機１を使用する本発明
の曲線推進支保工法の一例について説明する。図６に示
すようにパイロットトンネル６内にレール７を敷設し、
該レール７に沿って走行する台車８上に推進駆動装置９
を装備しておく。そして、この台車６上に曲線推進機１
を搭載してパイロットトンネル６内の発進位置まで搬送
し、該曲線推進機１内に送排泥パイプ等を接続した後、
該曲線推進機１を、推進装置９で推進しながらトンネル
壁（セグメント）の開口部から発進させる。

【００１７】曲線推進機１を、掘進予定路線に沿って曲
線推進するように方向制御すると共に、フレキシブルホ
ースを使用して泥水輸送しながら掘進させ、図７及び図
８に示すように各推進機２，３の後胴部２b ，３b に支
保材とする短管１０を連結し、これを推進装置９で推進
しながら曲線推進機１を更に掘進させる。以下、短管１
０を順次継ぎ足し連結して同様の作業を繰り返す。

【００１８】一巡した円形の支保工とする場合には、曲
線推進機１を、図９に示すようにパイロットトンネル６
から下側に１周させて同パイロットトンネル６の発進側
とは反対側ヘ到達させる。又は、図１０に示すように別
のパイロットトンネル１１へ到達させ、左右に半円ずつ
分けて、或いは図１１図に示すように上下に半円ずつ分
けて施工する。これらいずれの場合にも、図１２に示す
ように到達側のトンネル壁部（セグメント）１２に、曲
線推進機１の両前胴部２a ，３a を貫通させることがで
きる開口部１３，１４を設け、両前胴部２a，３a を、
この開口部１３，１４から図１３に示すようにパイロッ
トトンネル中に突入させ、図１４に示すように両後胴部
２b ，３b を開口部１３，１４に嵌合させ、隙間に止水
材１５を充填して両後胴部２b ，３b を固定する。

【００１８】この後、前胴部２a ，３a を後胴部２b ，
３b から取り外し、後胴部２b ，３b の外殻のみを残し
てその内部機構及び前胴部２a ，３a を回収し、これら
を再使用するため再びパイロットトンネル１１内の台車
８に搭載して新たな後胴部２b ，３b と組み立て、発進
位置を前回とはパイロットトンネル１１の長さ方向にず
らして同様の施工を設計回数繰り返すと、図１５又は図
１６に示すように短管１０を円環状に連結した多数の円
環パイプ１６による横長円筒形の支保工が構成される。

【００１９】なお、上記の例では支保工の形態を横長円
筒形としたが、その上半部のみにとどめた半円ドーム形
でも良く、又、横形に限らず円環パイプ１６を上下に連
続させた縦長円筒形とすることもできる。縦長円筒形と
する場合には、曲線推進機１を立坑から発進させる。更
に、支保材も必ずしもパイプに限定されるものではな
く、推進装置９をパイロットトンネル６内で横移動する
装置も台車８に限らない。又、曲線推進機１は３連以上
の多連構造にすることも可能である。

【００２０】

【発明の効果】本発明の工法によれば次のような効果が
ある。 長さ方向に湾曲した曲線推進機を、パイロットトン
ネル又は立坑からその側方へ発進させ、曲線掘進させな
がら、その掘削跡に、パイロットトンネル又は立坑から
パイプ等の支保材を順次推進し継ぎ足しつつ貫入するの
で、パイプによるアーチルーフ等を施工延長の制限なく
容易に施工できる。 曲線推進機の湾曲の曲率を、推進予定路線の線形に
合ったものとすることにより、設計通りの精度の高い支
保工を施工できる。 曲線推進機を、パイロットトンネル内に設備された
横移動装置に搭載して発進位置を変えることにより、能
率的に施工できる。 複数の掘進胴部の指向方向を互いに変えることがで
きる複胴型曲線推進機を使用し、その複数の掘進胴部の
指向方向を制御しながら掘進させることにより、掘進方
向制御を容易に行えると共に、全体の施工工程の短縮が
図れる。

【００２１】本発明の曲線推進機による効果は次の通り
である。 (1) 複数の掘進胴部の指向方向を互いに変向できるの
で、方向制御が容易であり、推進予定線形に合った施工
ができる。 (2) 複数の掘進胴部を並設した２連又は多連構造である
ため、トータル的にみて全体工程の短縮ができる。 (3) 各掘進胴部を前胴部と後胴部とに分離し、これら前
胴部と後胴部とを着脱自在に連結すれば、先端の支保材
と連結する後胴部は、支保工の一部として到達地点に残
し、カッタを有する前胴部は回収して繰り返し使用でき
るので経済的である。 (4) 前胴部を後胴部に対し中折れ機構により屈曲可能に
連結すれば、予定線形の変化（曲率変化）にも容易に対
処できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による曲線推進機の一例の通常状態の斜
視図である。

【図２】同曲線推進機の一方の前胴部を上向き、他方の
前胴部を下向きにした状態の斜視図である。

【図３】同曲線推進機の一方の前胴部を下向き、他方の
前胴部を上向きにした状態の斜視図である。

【図４】同曲線推進機の両前胴部を掘進方向に向かって
共に右向きにした状態の平面図である。

【図５】同曲線推進機の両前胴部を共に左向きにした状
態の平面図である。

【図６】本発明による曲線推進支保工法の一例において
上記曲線推進機をパイロットトンネルから発進させる状
態を示す斜視図である。

【図７】曲線推進機をパイロットトンネルの外方へ推進
させる状態の簡略図である。

【図８】曲線推進機に短管を連結して推進させる状態の
簡略図である。

【図９】１本のパイロットトンネルを基地として円筒状
の支保工を施工する施工例の説明図である。

【図１０】上下２本のパイロットトンネルを基地として
円筒状の支保工を施工する施工例の説明図である。

【図１１】左右２本のパイロットトンネルを基地として
円筒状の支保工を施工する施工例の説明図である。

【図１２】曲線推進機をパイロットトンネルに到達させ
る直前の状態を示す斜視図である。

【図１３】曲線推進機をパイロットトンネルに到達させ
た状態の断面図である。

【図１４】曲線推進機の後胴部をトンネル壁部に固定し
た状態の断面図である。

【図１５】１本のパイロットトンネルを基地として施工
した支保工の平面図である。

【図１６】２本のパイロットトンネルを基地として施工
した支保工の平面図である。

【符号の説明】

１ 曲線推進機 ２ 推進機（掘進胴部） ３ 推進機（掘進胴部） ２a 前胴部 ２b 後胴部 ３a 前胴部 ３b 後胴部 ４ カッタ ６ パイロットトンネル １０ 短管（支保材）

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長さ方向に湾曲した曲線推進機を、パイロ
   ットトンネルからその側方へ発進させ、曲線掘進させな
   がら、その掘削跡に、上記パイロットトンネルからパイ
   プ等の支保材を順次推進し継ぎ足しつつ貫入すること
   を、パイロットトンネルの長さ方向に位置を変えて繰り
   返すことを特徴とする曲線推進支保工法。
2. 【請求項２】長さ方向に湾曲した曲線推進機を、立坑か
   らその側方へ発進させ、曲線掘進させながら、その掘削
   跡に、上記立坑からパイプ等の支保材を順次推進し継ぎ
   足しつつ貫入することを、立坑の長さ方向に位置を変え
   て繰り返すことを特徴とする曲線推進支保工法。
3. 【請求項３】前記曲線推進機を、パイロットトンネル内
   に設備された横移動装置に搭載して発進位置を変えるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の曲線推進支保工法。
4. 【請求項４】複数の掘進胴部の指向方向を互いに変える
   ことができる複断面型曲線推進機を使用し、その複数の
   掘進胴部の指向方向を制御しながら掘進させることを特
   徴とする請求項１又は２に記載の曲線推進支保工法。
5. 【請求項５】前面にそれぞれカッタを装着した複数の掘
   進胴部を、互いに指向方向が変向できるように並設し、
   かつ各掘進胴部を長さ方向に所定の曲率で湾曲させたこ
   とを特徴とする曲線推進機。
6. 【請求項６】前記掘進胴部を前胴部と後胴部とに分離
   し、これら前胴部と後胴部とを着脱自在に連結したこと
   を特徴とする請求項５に記載の曲線推進機。
7. 【請求項７】前記掘進胴部を前胴部と後胴部とに分離
   し、前胴部を後胴部に対し中折れ機構により屈曲可能に
   連結したことを特徴とする請求項５又は６に記載の曲線
   推進機。