JP2662572B2 - 立坑からのシールド掘削機の発進・到達方法及びシールド発進・到達立坑 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、シールド・トンネル等のトンネルの発進
点又は到達点に相当する地盤中に構築される立坑及びこ
の立坑からのシールド掘削機の発進・到達方法に係わ
り、特に、工期短縮、工費削減及び施工の安全性確保を
図りうる立坑からのシールド掘削機の発進・到達方法及
びシールド発進・到達立坑に関するものである。

「従来の技術」 シールド・トンネル等のトンネルの発進点又は到達点
に相当する地盤中に構築される立坑は、この地盤を囲繞
してなり、内部に補強用部材として鉄筋が埋設されたコ
ンクリート壁体で構成されるのが通常である。従って、
シールド掘削機がこの立坑から発進し、あるいは立坑に
到達する際に、このコンクリート壁体を直接シールド掘
削機のカッタ装置で切削することは不可能である。そこ
で、コンクリート壁体を人力で斫（はつ）ることで、こ
のコンクリート壁体にシールド掘削機が通過しうる程度
の貫通孔を穿設し、この貫通孔を通じてシールド掘削機
を発進・到達させることが従来行われていた。

「発明が解決しようとする課題」 しかし、この立坑のコンクリート壁体は地盤の深さ方
向に延在するため、このコンクリート壁体斫り作業は横
方向へ斫り作業となり、従って、その作業能率が上がら
ずにシールド直径φ7mクラスにおいて昼夜作業で２週間
程度の工期を必要としていた。また、この斫り作業中に
おいて前記貫通孔前方の切羽が解放状態となるため、こ
の周囲の地盤に薬液注入等のの防護工を行うことで地盤
の強化、安定を図る必要があり、これがために工事費の
増大を招いてた。特に、近年大断面のトンネル施工が要
求されてきているが、以上説明した工期の長期化、工費
の増加はシールド直径に比例して更に悪化する傾向にあ
り、解決すべき課題として残されていた。

この発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その課
題とするところは、シールド掘削機の立坑への発進・到
達を行う際にして、シールド掘削機の発進・到達を容易
に行うことができ、工期短縮、工費削減及び施工の安全
性確保を図りうる立坑からシールド掘削機の発進・到達
方法及びシールド発進・到達立坑を実現することにあ
る。

「課題を解決するための手段」 前記課題を解決するために、この発明は以下に説明す
るような手段を採用している。

すなわち、第１の請求項に係る発明は、トンネルの発
進点に相当する地盤中に構築される立坑からシールド掘
削機を発進させる方法において、立坑を構築すべき地盤
中に内部に補強用部材が埋設されたコンクリート壁体を
構築することで立坑を構築すると共に、前記補強用部材
の少なくとも前記トンネルの発進点に相当する部分を繊
維強化樹脂で構成し、次いでこの立坑内にシールド掘削
機を設置し、さらに、このシールド掘削機により前記ト
ンネル発進点に相当するコンクリート壁体を切削しつつ
シールド掘削機全体を前進させることで、このシールド
掘削機を立坑から発進させることを特徴としている。

さらに、第２の請求項に係る発明は、トンネルの到達
点に相当する地盤中に構築される立坑にシールド掘削機
を到達させる方法において、立坑を構築すべき地盤中に
内部に補強用部材が埋設されたコンクリート壁体を構築
することで立坑を構築すると共に、前記補強用部材の少
なくとも前記トンネルの到達点に相当する部分を繊維強
化樹脂で構成し、次いで、このトンネル到達点に向って
地盤中を掘進してきたシールド掘削機によりトンネル到
達点に相当するコンクリート壁体を切削しつつ、シール
ド掘削機を前進させることのできるシールド掘削機を立
坑内に到達させることを特徴としている。

また、第３の請求項に係る発明は、シールド掘削機で
構築されるトンネルの発進点又は到達点に相当する地盤
中に構築されるシールド発進・到達立坑であって、コン
クリート壁体とこの壁体内部に埋設される補強用部材と
から構成され、かつ、前記補強用部材は、少なくとも前
記トンネルの発進点又は到達点に相当する部分が、前記
シールド掘削機で切断できる繊維強化樹脂で構成されて
いることを特徴としている。

「作用」 この発明では、立坑を構成するコンクリート壁体のう
ち発進点に相当する部分の補強用部材をシールド掘削機
で切断できる繊維強化樹脂で構成したので、従来のシー
ルド掘削機によっても容易に切削することができ、これ
により、立坑内部あるいは外部からシールド掘削機によ
りコンクリート壁体を切削しつつこのシールド掘削機を
前進させることで、立坑からシールド掘削機の発進ある
いは立坑への到達作業を行うことができる。一方、シー
ルド掘削機によるコンクリート壁体切削中は、このシー
ルド掘削機により切羽の崩壊を防止しているので、切羽
の崩壊防止が安全かつ確実となる。しかも、斫り作業が
不要となることで、この斫り作業時にコンクリート壁体
が崩壊する等の危険な事故が発生することがなくなる。

「実施例」 以下、第１図ないし第３図を参照して、この発明の実
施例について説明する。

（ｉ）壁体構築 まず、第１図（ａ）に示すように、トンネルの発進点
に相当する地盤Ｇにコンクリート壁体１を構築する。こ
のコンクリート壁体１は、例えば場所打ち杭を多数列設
してなる柱列杭や、あるいは地中連続壁を幅方向に連結
して構成されるが、この実施例では、第２図ないし第３
図に示すように、多数の場所打ちコンクリート杭２、
２、…が２段に列設されてなる柱列杭から構成されてい
る。

この杭２は、棒状のコンクリート３内に円筒状に形成
された鉄筋籠（補強用部材）４が埋設されて構成されて
いる。また、発進点Ｓ（第３図参照）に相当する部分の
杭２内には、鉄筋籠４に代えて繊維強化樹脂製のメッシ
ュ部材５が埋設されている。これら鉄筋籠４及びメッシ
ュ部材５は図示しない重ね継手で連結されている。この
メッシュ部材５は、繊維強化樹脂製の格子状部材が円筒
状に連結、成形されて構成されている。また、このメッ
シュ部材５は、繊維強化樹脂棒状体によって構成されて
いるものでも良い。ここで、当然のことであるが、杭２
の補強部材の全てを繊維強化樹脂製としても良い。

（ii）地盤掘削、立坑完成 コンクリート壁体１で囲繞された地盤Ｇを掘削機（図
示略）により掘削しつつ、壁体１の相対向する部分の間
に切り梁６を介挿して壁体１の自立を図り（第１図
（ｂ）参照）、所定深さまで掘削を進める。この地盤Ｇ
掘削用の掘削機は周知、慣用の掘削機でよく、何等特殊
な機能を必要としない。この後、掘削された地盤Ｇの底
部にコンクリートを板状に打設することでコンクリート
底版７を構築し、これにより立坑（シールド発進・到達
立坑）Ｈが完成する（第１図（ｃ）参照）。

（iii）シールド掘削機設置 立坑Ｈにシールド掘削機の分割体を搬入し、この分割
体を立坑Ｈ内で組み立てることでシールド掘削機８を組
立、設置する（第１図（ｃ）参照）。このシールド掘削
機８も周知のシールド掘削機であり、円筒状のスキンプ
レート8a前面に回転駆動されるカッタ装置8bが配設さ
れ、かつ、スキンプレート8a内部後端部に後方に向って
伸長する推進ジャッキ（図示略）が配設された構成とな
っている。ただし、このカッタ装置8b前面に備えられる
地盤掘削用の掘札ビット8cは、後述する如くコンクリー
ト壁体１をも掘削するのであるから、これに耐えうる強
度、耐摩耗性を備える必要がある。具体的には、この実
施例の如くコンクリート壁体１が柱列杭で構成される場
合には通常の掘削ビット8cで充分であるが、地中連続
壁、それも壁厚が大になるに連れて、通常の掘削ビット
の耐摩耗性が向上されたもの、先行ビットが取り付けら
れたもの、ローラービットが取り付けられたもの、とい
ったようにコンクリート壁体１掘削に適したものを選択
してゆく必要がある。

（iv）坑口工及び反力受設置 コンクリート壁体１の発進点Ｓに相当する部分の周囲
に坑口コンクリート９を打設すると共に、発進点Ｓに相
対向する位置に反力受10を組立、設置する（第１図
（ｄ）参照）。

（ｖ）壁体切削 シールド掘削機８の推進ジャッキ8cを伸長させて、前
記反力受10に反力を取ることでシールド掘削機８を前進
させつつ、スキンプレート8a内部においてこの前進分に
相当する間隙の環状のセグメント11を組み立てる。この
ようにしてシールド掘削機８をコンクリート壁体１の発
進点Ｓに相当する部分に向って前進させ、シールド掘削
機８のカッタ装置8bがコンクリート壁体１に接触する程
度まで接近したら、このカッタ装置8bを回転駆動し、な
おも前述の工程を繰り返してシールド掘削機８を前進さ
せることで、このコンクリート壁体１を切削する（第１
図（ｅ）参照）。

（vi）地盤掘削（発進完了） カッタ装置8bを回転駆動しつつシールド掘削機８を前
進させることでコンクリート壁体１を切削し終わって
も、そのまま前述の工程を続ければトンネルを構築すべ
き地盤が掘削され、通常のトンネル掘削工事を行える。
すなわち、コンクリート壁体１切削終了がトンネル発進
完了に相当することになる（第１図（ｆ）参照）。

従って、この実施例の立坑Ｈは、これを構成するコン
クリート壁体１のうち発進点Ｓに相当する部分に繊維強
化樹脂製のメッシュ部材５が埋設されているので、周
知、慣用のシールド掘削機８（のカッタ装置8b）によっ
ても容易に切削することができ、これにより、立坑Ｈ内
部からトンネル構築作業と同様の作業を行って、カッタ
装置8bによりコンクリート壁体１を切削しつつシールド
掘削機を前進させることで、立坑Ｈからのシールド掘削
機８の発進を行うことができる。よって、前記従来の如
く人力によりコンクリート壁体１を斫る作業に比較し
て、飛躍的に工期を短縮することができる。しかも、前
述した発進作業とトンネル構築作業とが全く同一の作業
内容であるため、これらを連続して行うことができ、前
述の工期の短縮に更に貢献することができる。

一方、シールド掘削機８によるコンクリート壁体１切
削中は、シールド掘削機８のスキンプレート8a及びカッ
タ装置8bにより切羽の崩壊を防止しているので、前記従
来の如くこの周囲の地盤に薬液注入等の防護工を行う必
要がなくなり、防護工施工分の工費を完全に削減するこ
とが可能となる。

これら効果を本発明者の試算により検討してみると、
シールド直径φ7mのシールド掘削機を発進させる場合に
おいて、従来方法では斫り作業に要する工期が昼夜作業
で２週間程度は必要とされ、防護工施工に要する工費は
約2000万円／個所以上となるのであるが、本発明による
この実施例によれば、シールド掘削機８の掘進にともな
ってそのカッタ装置8bにより直接にコンクリート壁体１
を切削できるので、コンクリート壁体１切削作業に要す
る工期はカッタ切削速度を1m/日程度と少なめに仮定し
ても約１〜２日しか必要とせず、さらに防護工施工に要
する工費は全く不要となり、前記従来の場合に比して格
段に工期、工費共に削減することができる。

しかも、斫り作業が不要となることで、この斫り作業
時にコンクリート壁体１が崩壊する等の危険な事故が発
生することがなくなり、施工の安全性を十分に確保する
ことができる。よって、この実施例によれば、工期短
縮、工費削減及び施工の安全性確保を図りうる立坑から
のシールド掘削機の発進・到達方法及びシールド発進・
到達立坑を実現することができる。

一方、コンクリート壁体１の発進点Ｓのみならず、そ
の到達点に相当する部分にも繊維強化樹脂製のメッシュ
部材５を埋設すれば、前述の発進作業の場合と同様に、
シールド掘削機８のカッタ装置8bによりコンクリート壁
体１を切削しつつシールド掘削機８を前進させること
で、シールド掘削機８を立坑Ｈ内へ到達させることがで
きる。この場合においても、トンネル構築作業に連続し
てコンクリート壁体１切削作業、すなわち立坑Ｈ到達作
業を行え、工期短縮、工費削減及び安全性の確保という
前述の効果と全く同じ効果を得ることができる。

なお、この発明の立坑からのシールド掘削機の発進・
到達方法及びシールド発進・到達立坑は、その細部が前
記実施例に限定されず、種々の変形例が可能である。一
例として、立坑を構成するコンクリート壁体は、前記実
施例の如く場所打ちコンクリート杭２が列設されて構成
される柱列杭に限定されず、地中連続壁等で構成されて
も良いことは勿論である。この場合、前記発進点あるい
は到達点が地中連続壁のエレメント間、あるいはコンク
リート打設継目間に位置しても、エレメント間の継手、
あるいは打設継目に配される仕切板を繊維強化樹脂製の
パネルとすれば良い。

また、コンクリート壁体１の発進・到達点に相当する
部分に埋設される繊維強化樹脂製の補強用部材も、前記
実施例の如くメッシュ部材５に限定されず、周知、慣用
の繊維強化樹脂製の部材であっても良い。また、各種物
性値等さえ満足すれば、コンクリート壁体１内に埋設さ
れる補強用部材全体を繊維強化樹脂製の部材としても良
い。この場合、杭あるいは地中連続壁の１エレメント内
に埋設される補強用部材を一体に成形することで、組立
工程の簡略化、組立精度の向上、可搬性の向上等の優れ
た効果を得ることができる。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、立坑
を構成するコンクリート壁体のうち発進点に相当する部
分の補強用部材をシールド掘削機で切断できる繊維強化
樹脂で構成したので、従来のシールド掘削機によっても
容易に切削することができ、これにより、立坑内部ある
いは外部からシールド掘削機によりコンクリート壁体を
切削しつつこのシールド掘削機を前進させることで、立
坑からのシールド掘削機の発進あるいは立坑への到達作
業を容易に行うことができる。よって、前記従来の如く
人力によりコンクリート壁体を斫る作業に比較して、飛
躍的に工期を短縮することができる。一方、シールド掘
削機によるコンクリート壁体切削中は、このシールド掘
削機により切羽の崩壊を防止しているので、前記従来の
如くこの周囲の地盤に薬液注入等の防護工を行う必要が
なくなり、防護工施工分の工費を完全に削減することが
可能となる。しかも、斫り作業が不要となることで、こ
の斫り作業時にコンクリート壁体が崩壊する等の危険な
事故が発生することがなくなり、施工の安全性を十分に
確保することができる。よって、本発明の技術によれ
ば、工期短縮、工費削減及び施工の安全性確保を図りう
る立坑からのシールド掘削機の発進・到達方法及びシー
ルド発進・到達立坑を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である立坑からのシールド
掘削機の発進方法を説明するための工程図、第２図ない
し第３図はこの発明の一実施例である立坑を示す図であ
って、第２図は発進点に相当する部分のみを取り出して
示した断面図、第３図は第２図のIII−III′線に沿う矢
視断面図である。 Ｇ……地盤、Ｈ……立坑（シールド発進・到達立坑）、
Ｓ……発進点、１……コンクリート壁体、２……杭、３
……鉄筋籠（補強用部材）、４……コンクリート、５…
…メッシュ部材、８……シールド掘削機。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネルの発進点に相当する地盤中に構築
   される立坑からシールド掘削機を発進させる方法であっ
   て、立坑を構築すべき地盤中に内部に補強用部材が埋設
   されたコンクリート壁体を構築することで立坑を構築す
   ると共に、前記補強用部材の少なくとも前記トンネルの
   発進点に相当する部分を繊維強化樹脂で構成し、次いで
   この立坑内にシールド掘削機を設置し、さらに、このシ
   ールド掘削機により前記トンネル発進点に相当するコン
   クリート壁体を切削しつつシールド掘削機全体を前進さ
   せることで、このシールド掘削機を立坑から発進させる
   ことを特徴とする立坑からのシールド掘削機の発進方
   法。
2. 【請求項２】トンネルの到達点に相当する地盤中に構築
   される立坑にシールド掘削機を到達させる方法であっ
   て、立坑を構築すべき地盤中に内部に補強用部材が埋設
   されたコンクリート壁体を構築することで立坑を構築す
   ると共に、前記補強用部材の少なくとも前記トンネルの
   到達点に相当する部分を繊維強化樹脂で構成し、次い
   で、このトンネル到達点に向って地盤中を屈進してきた
   シールド掘削機によりトンネル到達点に相当するコンク
   リート壁体を切削しつつ、シールド掘削機を前進させる
   ことでこのシールド掘削機を立坑内に到達させることを
   特徴とする立坑へのシールド掘削機の到達方法。
3. 【請求項３】シールド掘削機で構築されるトンネルの発
   進点又は到達点に相当する地盤中に構築されるシールド
   発進・到達立坑であって、コンクリート壁体とこの壁体
   内部に埋設される補強用部材とから構成され、かつ、前
   記補強用部材は、少なくとも前記トンネルの発進点又は
   到達点に相当する部分が、前記シールド掘削機で切断で
   きる繊維強化樹脂で構成されていることを特徴とするシ
   ールド発進・到達立坑。