JP2777267B2 - 地中トンネル接合工法及び該工法に用いる立坑構築体 - Google Patents

地中トンネル接合工法及び該工法に用いる立坑構築体

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は到達立坑等の立坑にシールドトンネルを地中
ドッキングさせる地中トンネル接合工法及び該工法に用
いる立坑構築体に関するものである。
[従来の技術] 垂直方向に地中に構築された到達立坑にシールドトン
ネルを地中接合する場合を例にとって、従来の工法を第
3、4図について説明すると、シールド掘進機1前進さ
せてその前面のカッター2により掘削を行いつつ、シー
ルド掘進機1内後部で順次セグメント3を組立てること
によりシールドトンネル4を形成し、カッター2が到達
立坑5の直前まで接近したら掘進作業を停止する。
続いて、カッター2等を取り外した後、作業者がシー
ルド掘進機1の前部に出て残りの連結部6の土砂を掘削
している。
この際、カッター2等を取り外した後の土砂崩れを防
止するため、従来はセメントミルク等の多量の地盤硬化
剤Sを上部地上から或いは到達立坑5に形成した注入孔
から、連結部6周囲主として上方の地盤に広範囲に注入
し、地盤を強化する方法がとられている。
しかしながら、斯かる地盤硬化剤Sによる地盤強化方
法は、非常に多くの手段を要して工期が延長され、更に
多量の地盤硬化剤Sを必要として多大の費用が掛る問題
がある。又、従来は前記地盤硬化剤Sの効果を期待して
到達立坑5に開口7を形成するようにしているが、地下
水の多い地盤の場合には前記注入した地盤硬化剤Sが開
口7から到達立坑5内に流出してしまう問題がある。
又、一般に砂質の地盤や地下水の多い地盤の場合、地盤
硬化剤Sによる強度効果には疑問があり、このため主要
道路の交差点のように頻繁な振動のある場所などでは地
盤が陥没し易い状態にある。
従って到達立坑5とシールドトンネル4の連結部6の
連結作業の安全性は、充分とはいえず、地盤の崩れによ
る人身事故発生のおそれがある。
又、上記したような問題に対処するべく第5図に示す
ように、シールト掘進機1におけるシールドフレーム8
の外周に、突出又は引込みが可能な保護筒9を備えてお
き、シールド掘進機1を到達立坑5の直前で停止させた
後、前記保護筒9を突出させて到達立坑5に当接させ、
連結部6周辺の土砂を保護筒9で支持して到達立坑5と
シールドトンネル4との接合を行うことが行われてい
る。
[発明が解決しようとする課題] しかし、上記したように保護筒9を備えて接合を行う
方式においても、保護筒9の先端部を到達立坑5外周面
に気密に当接させて、地下水をシールすることはでき
ず、従って、第3、4図の場合に比して量は少なくでき
るが、やはり地上から連結部6に地盤硬化剤Sを注入し
て固める作業が必要となる問題があった。
本発明は、上記従来方式の問題点に着目してなしたも
ので、立坑にシールドトンネルを接合させる際に、立坑
にシールド掘進機の保護筒を気密に当接させて地盤硬化
剤の使用をなくすことのできる地中トンネル接合工法及
び該工法に用いる立坑構築体を提供することを目的とし
ている。
[課題を解決するための手段] 本発明はシールド掘進機により立坑構築体の側面に有
した可掘部を掘削した後掘進を停止し、シールドフレー
ム外周に備えた保護筒を前方に突出させてその先端を前
記立坑構築体の可掘部内側に有した弾性シール材に押圧
することにより土圧支持と止水を行い、立坑へのシール
ドトンネルの連通を行うことを特徴とする地中トンネル
接合工法、及び立坑構築体を構成する強度壁に、該側壁
の内部に予め埋設された弾性シール材と、該弾性シール
材の立坑外側面側に打設された可掘部とを備えたことを
特徴とする地中トンネル接合工法に用いる立坑構築体に
かかるものである。
[作用] 立坑にシールドトンネルを接合するに当り、シールド
掘進機により立坑構築体の可掘部を掘削した後掘削を停
止し、続いて保護筒を突出させて立坑構築体に備えた弾
性シール材に押圧させる。これにより、立坑とシールド
トンネルとを気密に接合した状態で連通させることがで
きる。
[実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第1図及び第2図は本発明の方法を実施する装置の一
例であり、第3〜5図と同一の符号を付した部分は同一
物を表わしている。
第1、2図は、立坑構築体10によって形成される立坑
5に、シールド掘進機1により掘進したシールドトンネ
ル4を接合する構成を示している。
立坑構築体10は、例えば鉄筋コンクリート製のケーソ
ン等と呼ばれる強度壁11を底部に有した土砂搬出口12か
ら土砂を取り出しながら徐々に地中に沈下させ、更に沈
下に伴ってその上部に別の強度壁11を連結することによ
り構成するようにしている。
又、シールド掘進機1は、シールドフレーム8の前端
部外周に形成した小径部8′に保護筒9を突出又は引込
み摺動可能に備えており、更にシールドフレーム8の内
側には前記保護筒9の摺動を駆動するための保護筒スラ
イドジャッキ13を備えている。
図示の場合、シールドフレーム8の隔壁14に後方に向
って突出する後方張出し室15が形成してあり、該後方張
出し室15に対応してシールドフレーム8に形成した切欠
き16を通して保護筒9にブラケット17を固定してあり、
且つ前記後方張出し室15の後側においてシールドフレー
ム8に設けられた保護筒スライドジャッキ13のピストン
ロッド18を前記後方張出し室15の後壁を気密に貫通させ
て前記ブラケット17に連結するようにしており、これに
より、制限されたスペース内で保護筒9の摺動ストロー
クを最大限に確保できるようにしている。
又、前記カッター2の最外周部には、オーバーカッタ
ー19が出没可能に設けられている。
前記立坑構築体10を構築する強度壁11のシールドトン
ネル4を接合しようとする側面には、接合シール部20を
予め構成している。
接合シール部20は、シールドフレーム8が余裕をもっ
て嵌合できるように立坑5の外側面側が切除された形状
を有する薄肉強度壁21と、該薄肉強度壁21の外側面に前
記保護筒9が余裕をもって当接できるように備えたゴム
等の環状の弾性シール材22と、該弾性シール材22の外側
に、外側面が強度壁11の外側形状と一致するように形成
された可掘部23と、前記弾性シール材22の外側面に沿
い、且つ環状の弾性シール材22の径方向の厚さl1より更
に径方向内外側に突出する大きさl2を有して前記可掘部
23に形成した空間部24とを備えている。
又、前記空間部24には、強度壁を介して立坑5内部か
ら止水剤を注入するための注入管25が設けてある。
前記可掘部23は、所要の強度を有し、且つシールド掘
進機1のカッター2による掘削が可能な例えばモルタル
などの打設によって構成されている。
前記接合シール部20を備えた強度壁11は、地上で構築
され、シールドトンネル4が接合される位置まで地中に
沈下される。
上記構成において、通常のシールドトンネル4の掘削
の場合は、保護筒9をシールドフレーム8の小径部8′
後端側に引き込み、少なくとも該保護筒9の先端部が回
転するカッター2の最外周のオーバーカッター19と干渉
しないようにする。該保護筒9の外径はシールドフレー
ム8の外径と略同一で合あるので、掘削抵抗の増加は殆
どない。
シールドトンネル4を到達立坑5の直前まで掘り進ん
だ後、掘進を停止し、必要に応じて水平ボーリングを行
って立坑5とシールド掘進機1の位置を確認する。
続いてオーバカッター19を更に突出させて拡張した掘
削を行う状態でシールド掘進機1を掘進させ、空間部24
位置までカッター2により可掘部23を掘削する。この状
態で掘削を停止した後、オーバーカッター19を引込め、
続いて保護筒スライドジャッキ13を作動して保護筒9を
突出させ、その先端を弾性シール材22に押し付け貫入さ
せる(第2図の状態)。
上記弾性シール材22に対する保護筒9の押付けによっ
てシールドトンネル4は立坑構築体10に気密に接合され
る。このとき、弾性シール材22の外側に空間部24が形成
されており、且つ該空間部24が弾性シール材22の径方向
の厚さl1より内外に拡張された大きな間隔l2を有して形
成されているので、可掘部23を掘削した掘削片等の異物
は前記空間部24内に落ち込むことになり、よって弾性シ
ール材22と保護筒9の押圧部に異物が噛み込まれること
が防止されて良好なシールが確保される。
上記シールが行われた状態で、注入管25により立坑5
内から止水剤を注入することにより、更にシール性を高
めることができる。
従って、上記シールが確保されたら、残りの可掘部23
及び薄肉強度壁21を掘削除去することにより、立坑5に
シールドトンネル4を連通させることができる。
又、上記実施例の立坑構築体10では、弾性シール材22
の外側に空間部24を有した場合について説明したが、空
間部24を備えることなく弾性シール材22の直前位置まで
カッター2により可掘部23を掘削した後、掘削を停止
し、この状態で保護筒スライドジャッキ13を作動して保
護筒9を突出させ、その先端を弾性シール材22に押付け
貫入してシールを行うようにしても良い。
尚、本発明の地中トンネル接合工法及び該工法に用い
る立坑構築体は、上述の実施例にのみ限定されるもので
はなく、ケーソン方式以外の立坑構築体の場合にも同様
に適用し得ること、立坑構築体の径が小さかったり強度
壁の厚み寸法が小さい場合は、立坑構築体の内側に厚み
を増加して接合シール部を構成するようにしても良いこ
と、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種
々変更を加え得ることは勿論である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の地中トンネル接合工法
によれば、シールド掘進機により立坑構築体の可掘部を
掘削した後掘削を停止し、続いて保護筒を突出させて立
坑構築体に備えた弾性シール材に押圧させ、これによ
り、立坑とシールドトンネルとを気密に接合するように
しているので、従来のような地盤硬化剤の注入を全く行
うことなしに、立坑とシールドトンネルを連通させるこ
とができる。
又、本発明の立坑構築体によれば、埋設した弾性シー
ル材の外側に、可掘部を形成しているので、弾性シール
材の直前まで掘削し保護筒を突出させて弾性シール材に
押圧することにより良好なシール性が確保できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す切断側面図、第2図は
接合部の詳細を示す拡大断面図、第3図は従来のトンネ
ル接合方式の一例を示す側面図、第4図は第3図の平面
図、第5図は従来の保護筒を備えたシールド掘進機によ
るトンネル接合方式の一例を示す側面図である。 1はシールド掘進機、4はシールドトンネル、5は立
坑、8はシールドフレーム、9は保護筒、10は立坑構築
体、11は強度壁、20は接合シール部、22は弾性シール
材、23は可掘部を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 攻 東京都新宿区西新宿1丁目25番1号 大 成建設株式会社内 (72)発明者 大塚 隆三郎 愛知県名古屋市港区昭和町13番地 石川 島播磨重工業株式会社名古屋工場内 (72)発明者 水野 修介 愛知県名古屋市港区昭和町13番地 石川 島播磨重工業株式会社名古屋工場内 (56)参考文献 特開 平2−120497(JP,A) 実開 平2−62997(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 9/06 301 E21D 9/06 302 E21D 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シールド掘進機により立坑構築体の側面に
    有した可掘部を掘削した後掘進を停止し、シールドフレ
    ーム外周に備えた保護筒を前方に突出させてその先端を
    前記立坑構築体の可掘部内側に有した弾性シール材に押
    圧することにより土圧支持と止水を行い、立坑へのシー
    ルドトンネルの連通を行うことを特徴とする地中トンネ
    ル接合工法。
  2. 【請求項2】立坑構築体を構成する強度壁の側壁に、該
    側壁の内部に予め埋設された弾性シール材と、該弾性シ
    ール材の立坑外側面側に打設された可掘部とを備えたこ
    とを特徴とする地中トンネル接合工法に用いる立坑構築
    体。
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