JP2779679B2 - 水底トンネルの施工方法および水中掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は施工性に優れたオープンシールドトンネルの
施工技術に関する。

〈従来の技術〉 水底トンネルの施工方法としては、シールド掘進機を
使用するシールド工法や陸上で製作したトンネルの一部
（トンネルエレメント）をトンネルのトレンチに沈めな
がら順次トンネルを延長していく沈埋工法などが知られ
ている。

〈本発明が解決しようとする問題点〉 前記した従来の施工技術にはつぎのような問題点があ
る。

〈イ〉 シールド工法は土被りをトンネル外径の1.5倍
以上をとることにより、トンネル延長が長くなる。

土被りを小さくすると浮上する問題が発生したり、土
圧のアンバランスによるセグメントに曲げ応力が発生
し、セグメント構造に問題を生じる。

〈ロ〉 沈埋工法はトレンチの浚渫や沈設後の埋戻等で
大量の土砂を取り扱い、残土処分地の問題や海水汚濁の
問題が発生する。

その他に函体を製作するためのドッグヤードを必要と
する問題もある。

さらに沈埋工法は海上作業が多いことから航行船舶の
障害になり易い。

〈本発明の目的〉 本発明は以上の問題点を解決するために成されたもの
で、その目的とするところは簡単な改良を加えたシール
ド掘進機を用いることで、施工性に優れ、施工期間を大
幅に短縮できる、水底トンネルの施工技術を提供するこ
とにある。

〈問題点を解決するための手段〉 即ち本発明は水底近くにトンネルを施工する方法にお
いて、トンネル構成材であるリングピースの搬入口を有
する水中掘進機を使用し、水上から前記水中掘進機内へ
リングピースを吊り込み、水中掘進機内でリングピース
を接続しながら水底トンネルを構築することを特徴とす
る、水底トンネルの施工方法である。

さらに本発明はシールド本体と、既設トンネルから反
力を得て掘進する複数のシールドジャッキと、掘削手段
と削土排出手段とを備えた掘進機において、シールド本
体の一部にトンネル構成材であるリングピースの開口部
を有し、前記開口部の外側に、止水を図りながらシール
ド本体内にリングピースを導入するための開閉自在の二
重ゲートを配備したことを特徴とする水中掘進機であ
る。

〈本発明の説明〉 以下、図面を参照しながら本発明について説明する。

〈イ〉水中掘進機 第１図に本発明に係る水中掘進機を示す。

この水中掘進機は、水上から水中掘進機内にトンネル
の組ピースを搬入し、水中掘進機内でトンネルを組み立
てながら掘進することを特徴とする。

水中掘進機はシールド本体１と、既設トンネル２から
反力を得てシールド本体１に掘進力を与える複数のシー
ルドジャッキ３と、掘削手段と削土排出手段を備えてい
ることは従来のシールド掘進機と同様である。

本発明に係る水中掘進機はシールド本体１の一部、す
なわち外殻の上半部に開口部４を有すると共に、この開
口部４の外側に開閉自在の二重ゲート５を装備してい
る。

二重ゲート５によりシールド本体１の気密性を維持し
ている。

開口部４は、トンネルの輪切り形状を呈するリングピ
ース６をシールド本体１内に導入するための開口であ
る。

また、シールド本体１は第４図に示すような吊り装置
12などを装備していて、リングピース６をシールド本体
１内に着床できるように構成してある。

尚、第１図中、７は搬入ガイド、８は排土管である。

９は切羽からの土圧や水圧に対抗するためのストッパ
で、シールド本体１の内周面に出入り自在または着脱自
在に配備されている。

10は既設トンネル２に被せた被覆土、11は水底であ
る。

〈ロ〉二重ゲート 二重ゲート５は、開口部４からリングピースを搬入す
る際の、浸水防止を目的とするゲートで、一定距離を隔
て並設した外ゲート5aと内ゲート5bとからなる。

各ゲート5a、5bは、円弧板をジャッキ力でスライド自
在に設けて構成するなど、公知のゲートを適用できる。

また各ゲート5a、5bの開閉は夫々独立して制御できる
ように構成してある。

各ゲート5a、5bを開いたときに高い水密性を維持でき
るように必要箇所に止水シールを取り付けておく。

〈ハ〉リングピース 従来のセグメントは円弧状であるが、本発明で使用す
るリングピース６は、トンネルを一定幅で輪切りしたよ
うなリング状のものを使用する。

〈作用〉 つぎに水底トンネルの施工方法について説明する。

〈イ〉掘進、排土、覆土（第１図） 掘削と並行して既設トンネル２から反力を得て掘進す
る工程や、削土をシールド本体１へ排土する工程は、従
来のシールド掘進機と同様である。

ただ、水底の浅部を掘進する関係上、既設トンネル２
の上部が露出した状態となるから、順次水上から被覆土
10で被覆する必要がある。

被覆土10には削土を利用するか、周辺土砂を利用する
とよい。

〈ロ〉リングピースの吊り込み 陸上で或は水上の船上で製作したリングピース６を、
作業船で吊り下げてシールド本体１内に吊り込む。

リングピース６の吊り込み操作はつぎの通りである。

第１図に示すように、リングピース６を搬入ガイド７
に沿わせて二重ゲート５へ向けてゆっくりと吊り降ろ
す。

つづいて、第２図に示すように下ゲート5bを閉じたま
ま上ゲート5aのみを開け、リングピース６の最下部が下
ゲート5bに当接する直前で一旦吊り降ろしを中断する。

そして、下ゲート5bとリングピース６間に介在する水
を排水する。

排水が完了したら下ゲート5bも開ける。

これにより、両ゲート5a、5bが開状態であるが、二重
ゲート５内に装着したシール材がリングピース６に密着
して、シールド本体１内への浸水を阻止する。

両ゲート5a、5bを開放したままリングピース６の降下
を再開する。

第３図に示すように、リングピース６の最上部が上ゲ
ート5aの開閉位置の下まで降下したら、リングピース６
の吊り降ろしを中断する。

つぎに第４図に示すようにリングピース６をシールド
本体１内の吊り装置12に盛り替え、吊りワイヤを外す。

そして上ゲート5aのみを閉じて止水を図った後、吊り
装置12を用いてリングピース６を降下する。

〈ハ〉連結 リングピース６を吊り装置12から外したら、第５図に
示すようにシールドジャッキ３を用いてリングピース６
を既設トンネル２の端部に接合する。

リングピース５と既設トンネル２間はPCケーブルなど
で締め付け、空隙部はコンクリートやモルタルなどで充
填する。

以上の工程を繰り返しながら所定の長さまで施工す
る。

〈本発明の効果〉 本発明は以上説明したようになるから次の効果が得ら
れる。

〈イ〉 水中掘進機内に吊り込んだリングピースをトン
ネル先端に接続した直後に水中掘進機を発進できるので
施工性に優れ、工期の大幅な短縮が図れる。

〈ロ〉 リングピースは完成断面である。

そのため、トンネル内の作業が従来に比べて少なくな
ると共に、外圧に対し安全率の高い構造な設計できる。

〈ハ〉 リングピースが断面剛性に優れているから水中
掘進機の姿勢制御が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図：水中掘進機の断面図 第２、３図：リングピースの吊り込み時における二重ゲ
ートの動作を示す拡大図 第４図：リングピースの盛り替え返え動作を示す水中掘
進機の断面図 第５図：リングピースの連結動作を示す水中掘進機の断
面図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/06 331 E02D 29/063 E02D 29/073

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水底近くにトンネルを施工する方法におい
   て、 トンネル構成材であるリングピースの搬入口を有する水
   中掘進機を使用し、 水上から前記水中掘進機内へリングピースを吊り込み、 水中掘進機内でリングピースを接続しながら水底トンネ
   ルを構築することを特徴とする、 水底トンネルの施工方法。
2. 【請求項２】シールド本体と、既設トンネルから反力を
   得て掘進する複数のシールドジャッキと、掘削手段と削
   土排出手段とを備えた掘進機において、 シールド本体の一部にトンネル構成材であるリングピー
   スの開口部を有し、 前記開口部の外側に、止水を図りながらシールド本体内
   にリングピースを導入するための開閉自在の二重ゲート
   を配備したことを特徴とする、 水中掘進機。