JP2670484B2 - ２連形掘削穴の覆工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、たとえばシールド掘削機などにより、２連
形に掘削された掘削穴の内面に、眼鏡枠状の筒状壁体を
構築することにより、掘削穴を覆工する方法に関するも
のである。

「従来の技術」 近年、鉄道用トンネルなどの大断面トンネル構造物を
構築するための大断面シールド工法として、複円形特殊
断面シールド工法と呼ばれるものが行なわれるようにな
った。この工法は、円筒状のシールド掘削機を２基連結
した構造のシールド掘削機を用いて、円が２つその一部
が重なった状態で連なる形の断面形状に、地山あるいは
地盤を掘削し、この掘削された穴の内面に、たとえばRC
セグメントを組み立てて筒状壁体を形成してこの筒状壁
体を穴に沿って複数連結し（一次覆工）、この一次覆工
のセグメントの背面、すなわちセグメントと地山との間
に空隙を埋める注入材を充填した後、一次覆工の内面に
コンクリートを巻き立て（二次覆工）、それらによって
地山を支持して、所定の内空を構成する、というもので
ある。

しかして、従来、前記の工法で構築する筒状壁体とし
ては、たとえば第９図に示すものが知られている。

すなわち、図に示す筒状壁体は、円弧版状のRCセグメ
ント１を連結して断面Ｃ字状、断面逆Ｃ字状の主壁部2,
2を構築し、これら主壁部２の上端部間および下端部間
に分岐部RCセグメント3,3を連結し上下に位置する分岐
部RCセグメント3,3間に中柱４を建て込み、このように
して構築した眼鏡枠状の壁体を掘削穴の軸方向に順次連
結してなるものである。

前記の筒状壁体を構成するRCセグメント１、分岐部RC
セグメント３、中柱４はボルト・ナットにより連結され
ており、前記の各部材にはボルト・ナットによる連結部
としてボルト挿通孔5aの形成された継手金具5,5・・・
が埋設されている。

前記の筒状壁体の構築には分岐部RCセグメント３を必
要とするが、この分岐部RCセグメント３は外観Ｙ字状の
部材である。すなわち、この分岐部RCセグメント３は、
その端面が中柱４と連結される断面方形の基部3cと、こ
の基部3cから分岐してそれぞれの端面が主壁部2,2と連
結される断面方形の連結腕部3a,3bとからなるものであ
る。

ここで２つの連結腕部3a,3bのうち、連結腕部3aは連
結腕部3bより長く形成されており、また、連結腕部3a
は、その先端部側がRCセグメント１と同一の曲率半径を
もって円弧状に延出している。連結腕部3a,3bのうち、
一方を長く、他方を短く形成するのは、セグメント1,1
・・・、分岐部セグメント3,3・・・を筒状壁体の軸方
向に千鳥状に配置するため（千鳥状に配置して筒状壁体
の応力の分散が図れるため）である。

なお、このような筒状壁体の構築方法の一例を説明す
ると、シールド掘削機内において、まず、下方の分岐部
セグメント３を設置し、この分岐部セグメント３の左右
にエレクターなどを使ってセグメント１を周方向に順次
組み立てていき主壁部２を構築する。次いで左右の主壁
部２の上端間に上方の分岐部セグメント３をボルト結合
し、上下の分岐部セグメント3,3間に中柱４を建て込む
と、第９図に示すような筒状壁体が完成する。

「発明が解決しようとする課題」 このような筒状壁体によれば、シールド掘削機によっ
て２連形に掘削した掘削穴の覆工を容易に行うことがで
き、また一方を長く、他方を短くした連結腕部3a,3bを
有する分岐部セグメント３を用いることによって、主壁
部２を構成するセグメント１を筒状壁体の軸線方向に千
鳥状に配置し得て添接効果を得ることができる。しかし
ながら、このような筒状壁体を用いた掘削穴の覆工方法
においても、たとえば次のような点で解決すべき問題点
が残されている。

すなわち、このような２連形のトンネルにあっても、
トンネルの途中にプラットフォームなどを構築したり、
あるいは、左右のトンネル部分を分岐したりすることを
要求される場合があるが、現在のところ、このような場
合の掘削穴の有効適切な覆工方法については、提供され
ていないのが実状であり、その開発が望まれている点で
ある。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、２連形の掘削穴の断面を左右に大形化
したり、左右のトンネルを分岐したりするための有効適
切な２連形掘削穴の覆工方法を提供しようとするもので
ある。

「課題を解決するための手段」 本発明は、前記の目的を達成するために、２連形の掘
削穴の内面に、複数の円弧版状のセグメントを連結して
断面Ｃ字状、断面逆Ｃ字状の主壁部を形成し、これら主
壁部の開口部の上端同士および下端同士を、それぞれ左
右一対の分岐部セグメントを介し連結し、これら分岐部
セグメント同士を中柱等の支持部材によって連結して眼
鏡枠状の筒状壁体を構築することにより掘削穴の覆工を
行う方法であって、 筒状壁体を軸線方向に沿って構築する際に、主壁部の
上端および下端に位置する一組みの分岐部セグメントど
うしの接合端面間にそれぞれ中間接合部材を介在させ、
筒状壁体を連結する毎に中間接合部材の幅寸法を大きく
して主壁部の位置を互いに離間させていくことを特徴と
するものである。

また、同様の目的を達成するために、本発明は、２連
形の掘削穴の内面に、複数の円弧版状のセグメントを連
結して断面Ｃ字状、断面逆Ｃ字状の主壁部を形成し、こ
れら主壁部の開口部の上端同士および下端同士を、それ
ぞれ基部とこの基部から分岐する連結腕部とからなる外
観Ｙ字状の分岐部セグメントを介して連結し、これら分
岐部セグメント同士を中柱等の支持部材によって連結し
て眼鏡枠状の筒状壁体を構築することにより掘削穴の覆
工を行う方法であって、 筒状壁体を軸線方向に沿って構築する毎に、分岐部セ
グメントの基部の長さ寸法をひとつづつ大きくしなが
ら、主壁部の位置を互いに離間させていくことを特徴と
するものである。

「作用」 請求項１記載の２連形掘削穴の覆工方法によれば、筒
状壁体を構築して壁体を軸線方向に連結していく際に、
１つづつ中間接合部材の大きさを大きくしながら当該中
間接合部材を、左右に位置する分岐部セグメントの間に
介在させていくことにより、分岐部の幅を広げて左右の
主壁部を離間させていくことができる。

また、請求項２記載の２連形掘削穴の覆工方法によれ
ば、筒状壁歪を構築して壁体を軸線方向に連結していく
毎に、基部の幅寸法を大きくしながら分岐部セグメント
を組み立てていくことにより、分岐部の幅を広げて左右
の主壁部を離間させていくことができる。

「実施例」 以下、本発明の実施例を第１図ないし第６図を参照し
て説明する。なお、これらの図において第９図に示す構
成要素と同一の構成要素については同一符号を付してあ
る。

まず、請求項１にかかる２連形掘削穴の覆工方法を実
施する際の基本的な考え方を、第１図を参照して説明す
る。筒状減体を構成する主壁部2,2を左右に分ける場合
に問題となるのは、主壁部2,2を連結する分岐部の構造
である。すなわち、主壁部2,2を左右に離間させていく
場合に分岐部をその離間させていく寸法に応じて大きさ
を変えていく必要がある点である。

そこで本発明は、分岐部の構造を、第１図に示すよう
に、連結腕部10c,11cの長さ寸法の異なる２種類の分岐
部セグメント10,11を主体として構成し、主壁部2,2を離
間させる際に分岐部の幅寸法を広げていく場合には、こ
れら分岐部セグメント10,11の間に中間接合部材12を介
在させて、これらをボルトもしくはPC鋼材等の連結部材
13によって一体化していくことを特徴とするものであ
る。

なお、前記分岐部セグメント10,11および中間接合部
材12等を、具体的に説明すると、まず、長さ寸法の大き
な分岐部セグメント10は、分岐部セグメント10,11どう
しの接合端面10aを有しかつ中柱４に連結される構造の
基部10bと、この基部10bから分岐してその端面が主壁部
２のセグメント１と連結される断面方形の連結腕部10c
とを主体として構成されている。

前記基部10bには接合端面10aに開口する複数（図示例
では４個）のボルト挿入孔が形成されており、分岐部セ
グメント10,11を一体化する連結部材13が挿入されるよ
うになっている。また、前記連結腕部10cは、RCセグメ
ント１と同一の曲率をもって円弧状に突出している。そ
して、これら基部10bおよび連結腕部10cの両側内面なら
びに連結腕部10cの先端面にはそれぞれボルト・ナット
による連結部としてボルト連通孔5aの形成された継手金
具５が埋設されている。

一方、長さ寸法の短い分岐部セグメント11は、基本的
には、前記分岐部セグメント10と同様に、分岐部セグメ
ントどうしの接合端面11aを有する基部11bと、この基部
11bから分岐してその端面が主壁部２と連結される断面
方形の連結腕部11cとを主体として構成されており、ま
た基部11bには、その接合端面11aに開口しかつ分岐部セ
グメント10,11を連結する連結部材13を挿入するための
複数のボルト挿入孔が設けられている。

なお、前記連結腕部11cは、RCセグメント１と同一の
曲率をもって円弧状に突出しており、またこれら基部11
bおよび連結腕部11cの両側内面ならびに連結腕部11cの
先端面にはそれぞれボルト・ナットによる連結部として
ボルト挿通孔5aの形成された継手金具５が埋設されてい
ることは言うまでもない。

また、これら分岐部セグメント10,11の間に介在配置
される中間接合部材12は、たとえば分岐部セグメント10
の接合端面10aを覆う大きさの平板状のプレキャストコ
ンクリート版から構成されており、分岐部セグメント1
0,11のボルト挿入孔に対応する位置に連結部材13を挿入
する挿入孔が設けられている。なお、前記中間接合部材
12としては、PC版に限らず、鋼製の版を使用することも
できることは言うまでもない。

なお、第１図に示す図示例では、前記２種類の分岐部
セグメント10,11および中間接合部材12を一体化する連
結部材13として、これらの基部10b,11bを貫通するボル
ト12が用いられているが、本発明では、この図示例に限
定されるものではなく、ボルト12に代えてPC鋼材を配設
し、このPC鋼材に緊張力を与えるこによって両分岐部セ
グメント10,11を一体化するようにしても良い。しかし
て、このようにPC鋼材によって分岐部セグメント10,11
を一体化した場合には、これらの接合部にプレストレス
が導入されてその強度が向上するので好ましい。

なおまた、上記のように主壁部の位置を互いに離間さ
せていく箇所では、これら主壁部の離間にともなう筒状
壁体の断面の拡大に合わせて、地山あるいは地盤に掘削
する穴自体も広げることは勿論である。

次に、第２図ないし第６図に示す具体例について説明
する。

第２図ないし第４図は２連形掘削穴の覆工要領を示す
工程図であり、これらの図は、RCセグメント１と分岐部
セグメント３とにより眼鏡枠状に連続施工されてきた筒
状壁体の主壁部2,2を左右に離間させるべく施工を実施
しているところを示している。

眼鏡枠状に施工された筒状壁体の主壁部2,2を離間さ
せていくには次のようにする。

まず、第２図に示すように、筒状壁体の先端部を構成
するRCセグメント１、分岐部セグメント３の接合端面
に、筒状壁体の下方から順に、セグメント（分岐部セグ
メント10,11およびRCセグメント１）を筒状に組み立て
ながら連結していく。

この際、分岐部セグメント10,11の基部10b,11bの間に
は中間接合部材12を介在させておき、一方の分岐部セグ
メント10のボルト挿入孔から、連結部材（図示例ではボ
ルト）13を挿入し、このボルト13を締め付けることによ
って、分岐部セグメント10,11および中間接合部材12を
一体化する。

次いで、この分岐部セグメント10,11を中心としてそ
の左右にエレクターを使ってRCセグメントを順次ボルト
止めしていき、主壁部2,2を形成していく。

そして、左右の主壁部2,2の上端の間に分岐部セグメ
ント10,11と中間接合部材12とを押し込んで、これら分
岐部セグメント10,11および中間接合部材12をそれぞれ
分岐部セグメント10,11の基部10b,11bを貫通するボルト
13により一体化する。

この後、中柱４を上下に位置する分岐部セグメント1
0,11の間に建て込んで、これを一体化し、一リング分の
覆工体を構築する。中柱４の接続は、たとえば第５図お
よび第６図に示すように、分岐部セグメント10,11の下
面および中間接合部材12の下面にそれぞれ埋設したイン
サート20に接続ボルト21を螺合することにより一体化す
る手段などが適用されるが、その接続手段としては他の
方法を適用することも可能である。

なお、中間接合部材12を介在させた眼鏡枠状の筒状壁
体は、中間接合部材12の幅寸法だけ左右にずれ、これに
よって軸線方向に隣接するセグメントの継手金具５のボ
ルト挿入孔5aの位置も左右にずれていくことになるが、
この場合には、予め左右のずれを見込んで継手金具５の
ボルト挿入孔5aの位置を左右にずらしておき、隣接する
継手金具５どうしを容易に接続できるようにしておくこ
とは言うまでもない。

続いて、第３図に示すように、中間接合部材12の幅寸
法をひとつづつ大きくしながら、中間接合部材12を分岐
部セグメント10,11の間に介在させつつ、分岐部セグメ
ント10,11に沿って主壁部2,2を構築し、リング状に組み
立てられた覆工体を軸線方向にボルト結合しながら筒状
壁体を延ばしていく。

なお、隣接する覆工体の分岐部においては、分岐部セ
グメント10,11の位置を逆に配置してRCセグメント１が
筒状壁体の軸方向に千鳥状に並ぶように配慮することは
勿論であり、また、中間接合部材12の幅寸法を大きくす
るにつれて、分岐部セグメント10,11の間に建て込む中
柱４の数を増やし、中間接合部材12を支持できるように
する。

以上のような工程によって左右の主壁埋部2,2をある
程度離間させたならば、第４図に示すように、分岐部セ
グメント10,11に代えて、RCセグメント１だけを円筒状
に構築していけば、２連形の掘削穴を左右に分割して２
個の円筒状の壁体A,Bを構築していくことができる。

しかして、このような掘削穴の覆工方法によれば、主
壁部2,2を連結する分岐部を、２種類の分岐部セグメン
ト10,11により構成し、分岐部セグメント10,11の間に中
間接合部材12を介在させながら、これをひとつづつ大き
くしていくことにより、容易に主壁部2,2を左右に離間
させていくことができ、また２連形の掘削穴を２つの分
岐した掘削穴に分割することができる。また、分岐部の
構造として、２種類の分岐部セグメント10,11およびこ
れらの間に介在配置される中間接合部材12から構成した
ので、これらを分けて移送することができ、移送時およ
び組立時における部材の軽量化を図り得て、その作業性
を向上させることができる。

また、このような構成の分岐部の組み立ても、２種類
の大きさの分岐部セグメント10,11および中間接合部材1
2を、それらの接合端面10a,11aを貫通するボルト13によ
って一体に組み立てることにより、構築することがで
き、また分岐部は、連結腕部10c,11cの長さ寸法の異な
る２種類の分岐部セグメント10,11を組み立てることに
より構成されるため、これらの配置を交互に代えること
によって、主壁部2,2を構成するセグメントおよび分岐
部セグメントを千鳥状に配置することが可能になる。

しかも、従来使用されていたＹ字状の分岐部セグメン
ト等に比べ構造を単純化し得るので、分岐部セグメント
自身の製造が容易になり、分岐部の精度を向上すること
もできる。

また、第７図および第８図は請求項２にかかる２連形
掘削穴の覆工方法の一実施例を示す工程図であり、これ
らの図では、RCセグメント１と分岐部セグメント３とに
より眼鏡枠状に連続施工されてきた筒状壁体の主壁部2,
2を、一体型の分岐部セグメント30を使って、主壁部2,2
の位置を互いに離間させるべく施工を実施しているとこ
ろを示している。

すなわち、この実施例のように、主壁部2,2を離間さ
せるには、筒状壁体を軸線方向に沿って構築する毎に、
分岐部セグメント30の基部30aの長さ寸法をひとつづつ
大きくしながら、この分岐部セグメント30の左右にRCセ
グメント１を連結して主壁部2,2を構築し、両主壁部2,2
の位置を互いに離間させていく。

前記分岐部セグメント30は外観Ｙ字状のコンクリート
製のもので、中柱４と連結される基部30aと、この基部3
0aから分岐してそれぞれの端面が主壁部2,2と連結され
る連結腕部30b,30cとから構成されている。また、連結
腕部30bは、その先端部側がRCセグメント１と同一の曲
率半径をもって円弧状に延出しており、他の連結腕部30
cよりも長く形成されている。

しかして、このような工程によっても、分岐部の幅を
容易に広げることができ、また、分岐部を一体型のコン
クリートセグメントにより構成したから、その止水性の
向上を図ることができるなどの優れた作用効果を発揮す
ることができる。

なお、前記実施例では、主壁部2,2を形成するセグメ
ントとしてRCセグメントを適用した例を示したが、本発
明はこれらRCセグメントに限定されるものではなく、ス
チールセグメントによって主壁部2,2を構成する場合に
も適用できることは言うまでもない。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、次のような優れ
た効果を奏する。

請求項１にかかる２連形掘削穴の覆工方法は、筒状
壁体を構築して壁体を軸線方向に連結していく際に、主
壁部の上端および下端に位置する一組みの分岐部セグメ
ントどうしの接合端面間に中間接合部材を介在させ、筒
状壁体を連結する毎に、１つづつ中間接合部材の大きさ
を大きくしていくことにより、分岐部の幅を広げて左右
の主壁部を離間させていくことができるので、２連形の
掘削穴の断面を左右に大型化したり、左右のトンネルを
分岐したりするための有効適切な覆工方法を提供するこ
とができる。

請求項２にかかる２連形掘削穴の覆工方法は、筒状
壁体を構築して壁体を軸線方向に連結していく毎に、基
部の幅寸法を大きくしながら分岐部セグメントを組み立
てていくことにより、分岐部の幅を広げて左右の主壁部
を離間させていくことができるので、２連形の掘削穴の
断面を左右に大型化したり、左右のトンネルを分岐した
りするための有効適切な覆工方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は請求項１にかかる２連形掘削穴の
覆工方法の一実施例を示すもので、第１図はその基本的
な考え方を説明するために示した筒状壁体の正面図、第
２図ないし第４図はそれぞれ２連形掘削穴の覆工要領を
示す工程図、第５図および第６図は分岐部の構造を示す
もので、それぞれ正面図、第７図および第８図は請求項
２にかかる２連形掘削穴の覆工方法の一実施例を示すも
ので、それぞれ正面図、第９図は従来の覆工用筒状壁体
の一構造例を示す正面図である。 １……RCセグメント、 ２……主壁部、 ３……分岐部セグメント、 ４……中柱、 ５……継手金具、 10,11……分岐部セグメント、 10a,11a……接合端面、 10b,11b……基部、 10c,11c……連結腕部、 12……中間接合部材、 13……連結部材。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２連形の掘削穴の内面に、複数の円弧版状
   のセグメントを連結して断面Ｃ字状、断面逆Ｃ字状の主
   壁部を形成し、これら主壁部の開口部の上端同士および
   下端同士を、それぞれ左右一対の分岐部セグメントを介
   し連結し、これら分岐部セグメント同士を支持部材によ
   って連結して眼鏡枠状の筒状壁体を構築することにより
   掘削穴の覆工を行う方法であって、 筒状壁体を軸線方向に沿って構築する際に、主壁部の上
   端および下端に位置する一組みの分岐部セグメント同士
   の接合端面間にそれぞれ中間接合部材を介在させ、筒状
   壁体を連結する毎に中間接合部材の幅寸法を大きくして
   主壁部の位置を互いに離間させていくことを特徴とする
   ２連形掘削穴の覆工方法。
2. 【請求項２】２連形の掘削穴の内面に、複数の円弧版状
   のセグメントを連結して断面Ｃ字状、断面逆Ｃ字状の主
   壁部を形成し、これら主壁部の開口部の上端同士および
   下端同士を、それぞれ基部とこの基部から分岐する連結
   腕部とからなる外観Ｙ字状の分岐部セグメントを介して
   連結し、これら分岐部セグメント同士を支持部材によっ
   て連結して眼鏡枠状の筒状壁体の構築することにより掘
   削穴の覆工を行う方法であって、 筒状壁体を軸線方向に沿って構築する毎に、分岐部セグ
   メントの基部の長さ寸法をひとつづつ大きくしながら、
   主壁部の位置を互いに離間させていくことを特徴とする
   ２連形掘削穴の覆工方法。