JP2781839B2 - 掘削穴の覆工用筒状壁体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、セグメントによって組み立てられた掘削
穴の覆工用筒状壁体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複数連結
した構造のシールド掘削機を用いて、円が複数個その一
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、RC製ある
いはスチール製のセグメントを組み立てて筒状壁体を構
築（一次覆工）し、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
剤を充填した後、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。

従来、この種の筒状壁体としては、第９図に示すもの
が提案された。

第９図において、符号1,1は主壁部であって、円弧版
状のRCセグメント2,2…が長さ方向および幅方向にボル
ト結合されて構築されている。RCセグメント2,2…の各
接合面にはボルトを挿通するための挿通孔2aを有する継
手金具2bが埋設されている。符号3,3は、上下の主壁部
1,1を相互に連結する断面形状略Ｙ形の分岐部RCセグメ
ントであり、これら分岐部RCセグメント3,3の間に、中
継ぎ板４が連結されている。分岐部RCセグメント3,3
は、その端面が中継ぎ板４と連結される断面方形の基部
3aと、この基部3Aから分岐してそれぞれの端面が主壁部
1,1と連結される断面方形の連結腕部3b,3bとからなるも
のである。

次に上記の筒状壁体の組み立て方の一例を第９図を参
照して説明する。

まず、図中左側の分岐部RCセグメント３の上下に、RC
セグメント２を周方向に順次ボルト結合して上下の主壁
部１を形成し、次いで右側の分岐部RCセグメント３を主
壁部1,1の上下の開口の右端にボルト結合した後、中継
ぎ板４を右側の分岐部RCセグメント３と左側の分岐部RC
セグメント３の間に取り付ける。中継ぎ板４を取り付け
には、右側の分岐部RCセグメント３を揚重機（例えばエ
レクター）で支持し、さらにもう一機の揚重機で中継ぎ
板４を左右の分岐部RCセグメント3,3間に挿入しつつボ
ルト挿通孔の位置を調整して、隣接する継手金具同士の
ボルト結合を行う。

このようにして掘削穴を形成するシールド掘削機の内
部でリング状に上記筒状壁体を構築し、かつ、シールド
掘削機を推進するごとに上記筒状壁体を軸方向にボルト
結合させながら、掘削穴の周壁内面に筒状壁体を延ばし
ていく。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記従来の掘削穴の覆工用筒状壁体は、ト
ンネル構築前の計画段階で、大断面トンネル構造物を必
要とする程の交通量等の需要の見込みが必要であった。
しかし、地域開発の進行状況などの要因により、トンネ
ル構築時には交通量等にそれ程多くの需要を見込めない
ものの、将来的には大断面トンネルを必要とする場合が
生じる。

そこで、トンネル構築時に予想された少ない需要に応
じて構築された単筒の第１のトンネルをその後の需要の
増加に対処できるように、上記トンネルに隣接する第２
のトンネルを構築して、その断面積を増加させるという
方法が考えられる。このとき、第２のトンネルを掘削す
る掘削機の制御が既設の第１のトンネルの存在により非
常に困難であるという課題がある。

「課題を解決するための手段」 この発明では、上記問題点を解決するため、以下のよ
うな手段が講じられている。すなわち、複数の円弧版状
セグメントが組み立てられて構築される掘削穴の覆工用
筒状壁体において、当該筒状壁体の外周面には、この筒
状壁体に隣接する掘削穴を掘削するための掘削機を案内
する案内軌道が、筒状壁体の軸方向に沿ってかつ外周面
から突出させて設けられていることを特徴としている。

「作用」 この発明の掘削穴の覆工用筒状壁体によれば、その外
周に設けられた掘削機の案内軌道に沿わせて掘削機を掘
進させることにより、当該筒状壁体に隣接する掘削穴を
容易に形成することができる。

「実施例」 以下、第１図ないし第４図を参照してこの発明の一実
施例を説明する。なお、第９図に示した従来の技術と同
様の構成となる部分には、同一の符号を符してその説明
を省略する。

第１図中符号５は、この発明に係る筒状壁体を示す。
この筒状壁体５は、円弧版状の複数のRCセグメント２お
よびRCセグメント６によって構築されている。

RCセグメント６は、筒状壁体５の上側を構成するセグ
メントとして２つ組み込まれており、その各接合面に
は、RCセグメント２と同様にボルト挿通孔6aを有する継
手金具6bが埋設されている。そして、各RCセグメント６
の外周面には、筒状壁体５に隣接する掘削穴を掘削する
シールド掘削機７（第４図に示す）の案内軌道８が、そ
れぞれ１つずつ、互いに所定の距離はなれた状態となる
箇所に設けられている。

この案内軌道８は、鋼材により断面Ｔ字状に形成され
てなるもので、RCセグメント２およびRCセグメント６に
よって構成された筒状壁体５の軸方向に沿ってシールド
掘削機７を案内可能なように、RCセグメント６の外周面
に設けられている。

すなわち、RCセグメント６の外周面には、第２図およ
び第３図に示すように、筒状壁体５の軸方向に沿って、
案内軌道定着用の溝９が形成され、この溝９からRCセグ
メント６の内周面に向かって垂直に貫通する案内軌道取
付け用ボルトの挿通孔10が複数個（この場合３つ）形成
され、挿通孔10におけるRCセグメント６の内面側には、
案内軌道取付け用ボルトを定着させるための凹部11が形
成されている。

また、案内軌道８の下部端面の所定の位置には、案内
軌道取付けボルトが捩込まれるネジ穴12が複数個形成さ
れており、ワッシャ13を介して案内軌道取付けボルト14
を挿通孔10に挿通し、ネジ穴12に捩込むことによって、
案内軌道８はセグメント６の外周面に、筒状壁体５の軸
方向に沿って固定されている。

次に、上記構成の筒状壁体の作用などについて説明す
る。

まず、トンネルの設計段階では交通量等においてそれ
程多くの需要が見込まれないため、単筒の第１トンネル
を構築するものとする。従来一般に用いられるシールド
掘削機で地盤を掘削していき、これと同時に、後で設け
られる案内軌道８を考慮に入れ、そのための空間をも掘
削しておく。

シールド掘削機を掘進しながらRCセグメント２および
案内軌道８付きのRCセグメント６を組み立てて筒状壁体
５を構築し、かつこの筒状壁体５を連結する。これによ
って、２つの案内軌道８は、前記空間内において、筒状
壁体５の軸方向に沿ってそれぞれ直線的に連続して並
ぶ。

筒状壁体５による第１のトンネルが構築された後、ト
ンネル内の需要が増して、拡張工事が必要となった際
は、たとえば以下のような工事を行う。

まず、筒状壁体５の外周部に設けられた各案内軌道８
に沿って掘進するシールド掘削機７を用意し、このシー
ルド掘削機７を案内軌道８に係合させつつ推進させて地
盤Ｌを掘削し、断面略円形の掘削穴を形成していく。

シールド掘削機７は、案内軌道８に沿って掘進させれ
ば良いので、このシールド掘削機７の方向制御が極めて
容易となり、したがって第１のトンネルに正確に隣接さ
せた状態で第２のトンネルを構築していくことができ
る。このため、シールド掘削機７によって掘削された第
２のトンネルと、筒状壁体５による第１のトンネルとか
らなる断面形状を常に一定に保つことができる。

次いで、第５図ないし第８図を参照してこの発明の他
の実施例を説明する。

本実施例の筒状壁体20は上記実施例と異なり、スチー
ルセグメント21、22が組み立てられて構築されている。

スチールセグメント21は、第６図（イ）（ロ）に示す
ように、互いに対向配置された一対の円弧状の主桁23,2
3と、両主桁23,23の両端部に溶接された継手板24,24
と、これら主桁23,23および継手板24,24により形成され
る円弧版状矩形体の外周部に溶接されたスキンプレート
25と、スキンプレート25の内面に溶接されて継手板24と
同方向に延びる複数（この場合２つ）のリブ26とから構
成されている。主桁23、継手板24には、それぞれボルト
挿通孔23a、24aが適当数形成されている。

スチールセグメント22は、筒状壁体20の上側を構成す
るセグメントとして２つ組み付けられている。

このスチールセグメント22は、第７図に示すように、
スチールセグメント21と同様で、ボルト挿通孔23aを有
する主桁23,23、ボルト挿通孔24aを有する継手板24,2
4、スキンプレート25、リブ（図では見えない）から構
成されているが、このスチールセグメント22の外周面、
つまりスキンプレート25の外周面には、筒状壁体20に隣
接する掘削穴を掘削する掘削機７（第８図に示す）の案
内軌道27が、それぞれ１つずつ、互いに所定の距離はな
れた状態となる箇所に設けられている。

この案内軌道27は、鋼材により断面Ｔ字状に形成され
てなるもので、スチールセグメント21、22によって構成
された筒状壁体５の軸方向に沿ってシールド掘削機７を
案内可能なように、各スチールセグメント22の外周面の
所定箇所に、スチールセグメント21、22の軸方向に沿っ
た状態でスキンプレート25に溶接されている。

本実施例の筒状壁体20によっても、先の実施例である
筒状壁体５と同様に、案内軌道27に沿ってシールド掘削
機７を推進させることにより、筒状壁体20による第１の
トンネルに正確に隣接させた状態で、第２のトンネルを
構築していくことができる。

なお、上記各実施例では、第１のトンネルとなる筒状
壁体の上方に第２のトンネルを形成するものとなってい
るが、この第２のトンネルを側方、あるいは下方に形成
すべく、これに対応して案内軌道を筒状壁体の側面、あ
るいは下面に設けることももちろん可能である。

また、新たに掘削した掘削穴を覆工する筒状壁体にも
同様の案内軌道を設けておけば、第３、第４のトンネル
をも容易に掘削することができる。

さらに、筒状壁体の外周に設けられる案内軌道の形
状、本数及び設けられる位置は、上記各実施例に示した
ものだけに限定されるものではなく、シールド掘削機の
構成などにより適宜変えられるものであることはいうま
でもない。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明による掘削穴の筒状壁
体によれば、複数の円弧版状セグメントが組み立てられ
て構築される掘削穴の覆工用筒状壁体において、当該筒
状壁体の外周面には、この筒状壁体に隣接する掘削穴を
掘削するための掘削機を案内する案内軌道が、筒状壁体
の軸方向に沿ってかつ外周面から突出させて設けられて
いることを特徴とすることから、たとえば、既に構築さ
れた第１のトンネルだけでは交通量などの需要をまかな
いきれなくなり、第１のトンネルに隣接するような第２
のトンネルを構築する必要が生じた場合、第２のトンネ
ルを掘削する掘削機の方向制御が確実に、しかも容易に
行うことができる。

すなわち、一般に、既設の第１の筒状壁体に隣接する
ような第２の掘削穴を掘削する際、上記第１の筒状壁体
の微妙な曲率に掘削機が対応しきれずに、該筒状壁体か
ら離れたり、接触して該筒状壁体を破損する恐れがある
が、本発明による掘削穴の筒状壁体によれば、筒状壁体
の外周に設けられた掘削機の案内軌道に沿わせて掘削機
を掘進させることが可能となるので、常に上記筒状壁体
との間に所望の一定間隔を保つことができ、かつ、上記
筒状壁体の微妙な曲率にも十分対応しながら掘進させる
ことができるといった効果を奏する。

また、掘削機を案内する案内機構を、筒状壁体の外周
面に、筒状壁体の軸方向に沿ってかつ外周面から突出さ
せて設けたものであるので、筒状壁体に溝状の案内機構
を設けるような場合と比較して、筒状壁体の強度低下
や、テールボイドへ注入した裏込め材の坑内への流入等
の障害が全く生じることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、この発明の一実施例を示す図で
あり、第１図は正面図、第２図は案内軌道を備えたRCセ
グメントの正面図、第３図は第２図のIII−III線に沿う
断面図、第４図は掘削穴の掘削状況を示す正面図、第５
図ないし第８図はこの発明の他の実施例を示す図であ
り、第５図は正面図、第６図（イ）（ロ）はそれぞれス
チールセグメントの裏側および表側を示す斜視図、第７
図は案内軌道を備えたスチールセグメントの斜視図、第
８図は掘削穴の掘削状況を示す正面図、第９図は２連形
筒状壁体の従来例を示す正面図である。 ２、６……RCセグメント（セグメント）、 ５、20……筒状壁体、 ７……シールド掘削機（掘削機）、 ８、27……案内軌道、 21、22……スチールセグメント（セグメント）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の円弧版状セグメントが組み立てられ
   て構築される掘削穴の覆工用筒状壁体において、 当該筒状壁体の外周面には、この筒状壁体に隣接する掘
   削穴を掘削するための掘削機を案内する案内軌道が、筒
   状壁体の軸方向に沿ってかつ外周面から突出させて設け
   られていることを特徴とする掘削穴の覆工用筒状壁体。