JP3082511B2 - 地下空間掘削工法 - Google Patents
地下空間掘削工法Info
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- JP3082511B2 JP3082511B2 JP05137172A JP13717293A JP3082511B2 JP 3082511 B2 JP3082511 B2 JP 3082511B2 JP 05137172 A JP05137172 A JP 05137172A JP 13717293 A JP13717293 A JP 13717293A JP 3082511 B2 JP3082511 B2 JP 3082511B2
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- Japan
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- shield
- ground
- shield tunnel
- excavating
- constructing
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Landscapes
- Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
- Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大型の特殊な土木機械
を使用することなく、通常の土木機械を使用して、安全
で安価に地下大空間を掘削する工法に関する。
を使用することなく、通常の土木機械を使用して、安全
で安価に地下大空間を掘削する工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】地下空間、特に都市型トンネルを掘削す
る工法としては、止水性に優れ、軟弱地盤での地山崩壊
を防止しながら安全に掘進できるなどの長所のあるシー
ルド工法が一般に採用されている。しかし、口径が１５
ｍを越すような大口径のトンネルを掘削するにはシール
ド機の開発が容易ではなく、容積が掘削前の数倍に増大
する掘削土の排土処理が困難であるなど種々の問題があ
る。また、通常のシールド工法では、一次覆工に使用す
るセグメントが高価であり、工事費低減の障害となって
いる。
る工法としては、止水性に優れ、軟弱地盤での地山崩壊
を防止しながら安全に掘進できるなどの長所のあるシー
ルド工法が一般に採用されている。しかし、口径が１５
ｍを越すような大口径のトンネルを掘削するにはシール
ド機の開発が容易ではなく、容積が掘削前の数倍に増大
する掘削土の排土処理が困難であるなど種々の問題があ
る。また、通常のシールド工法では、一次覆工に使用す
るセグメントが高価であり、工事費低減の障害となって
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、大口径のシ
ールド機の使用や高価なセグメントの使用の必要がな
く、通常の土木機械を使用して、安全で安価に大口径の
地下大空間を掘削することを目的とする。
ールド機の使用や高価なセグメントの使用の必要がな
く、通常の土木機械を使用して、安全で安価に大口径の
地下大空間を掘削することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）地表部
より２本の立抗を構築し、それぞれの立抗下端より水平
方向に平行した２本の中小径のシールドトンネルを掘削
し、その内側に場所打ちコンクリートによる一次覆工を
施す工程、（Ｂ）一方のシールドトンネル内で組み立て
たチェーンカッターによりシールドトンネル側壁および
地山を水平方向にスリット状に掘削して２本の中小径の
シールドトンネルを連通させ、このスリット部に鋼材圧
入とコンクリート打設とを施工して天井部を構築する工
程、（Ｃ）それぞれのシールドトンネル内から鉛直方向
に所定の深さまで２枚の平行した土留壁を構築する工
程、（Ｄ）それぞれのシールドトンネルに２枚の平行し
た土留壁によって挟まれた地山側に開口するスリット部
を切削する工程、（Ｅ）天井部および２枚の平行した土
留壁によって囲まれた地山を掘削する工程、よりなる地
下空間掘削工法である。
より２本の立抗を構築し、それぞれの立抗下端より水平
方向に平行した２本の中小径のシールドトンネルを掘削
し、その内側に場所打ちコンクリートによる一次覆工を
施す工程、（Ｂ）一方のシールドトンネル内で組み立て
たチェーンカッターによりシールドトンネル側壁および
地山を水平方向にスリット状に掘削して２本の中小径の
シールドトンネルを連通させ、このスリット部に鋼材圧
入とコンクリート打設とを施工して天井部を構築する工
程、（Ｃ）それぞれのシールドトンネル内から鉛直方向
に所定の深さまで２枚の平行した土留壁を構築する工
程、（Ｄ）それぞれのシールドトンネルに２枚の平行し
た土留壁によって挟まれた地山側に開口するスリット部
を切削する工程、（Ｅ）天井部および２枚の平行した土
留壁によって囲まれた地山を掘削する工程、よりなる地
下空間掘削工法である。
【０００５】本発明の第一の要点は、直接大口径のシー
ルドトンネルを掘削する代わりに、２本の中小径のシー
ルドトンネルを水平方向に平行して掘削しておき、この
２本の中小径のシールドトンネルを大口径の地下大空間
の天井両隅部として掘削を進める点である。そして、第
二の要点は、中小径のシールドトンネルの掘削時の一次
覆工にセグメントを使用せず、その代わりに、シールド
機内から無筋または繊維補強コンクリートを場所打ちコ
ンクリートとして打設して一次覆工を施す点である。
ルドトンネルを掘削する代わりに、２本の中小径のシー
ルドトンネルを水平方向に平行して掘削しておき、この
２本の中小径のシールドトンネルを大口径の地下大空間
の天井両隅部として掘削を進める点である。そして、第
二の要点は、中小径のシールドトンネルの掘削時の一次
覆工にセグメントを使用せず、その代わりに、シールド
機内から無筋または繊維補強コンクリートを場所打ちコ
ンクリートとして打設して一次覆工を施す点である。
【０００６】第一の要点を達成するために、上記
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）の各工程が施工される
が、これらの工程はいずれも従来の通常の土木機械を使
用して容易に施工できるものであり、特殊な土木機械を
必要とする工程は一つもない。本発明工法において２本
の中小径のシールドトンネルは、通常のシールドトンネ
ルとは違って、むしろ、仮設構築物に近いので、その一
次覆工材は永久構築物である通常のシールドトンネルの
一次覆工材ほどの堅固さは必要でなく、後の工程との関
連からも容易に切削できるものが好ましいので、第二の
要点のように施工され、高価なセグメントの使用は不要
となり、工事費は低減される。
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）の各工程が施工される
が、これらの工程はいずれも従来の通常の土木機械を使
用して容易に施工できるものであり、特殊な土木機械を
必要とする工程は一つもない。本発明工法において２本
の中小径のシールドトンネルは、通常のシールドトンネ
ルとは違って、むしろ、仮設構築物に近いので、その一
次覆工材は永久構築物である通常のシールドトンネルの
一次覆工材ほどの堅固さは必要でなく、後の工程との関
連からも容易に切削できるものが好ましいので、第二の
要点のように施工され、高価なセグメントの使用は不要
となり、工事費は低減される。
【０００７】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明を説明する。
【０００８】図１は本発明工法の施工手順を示す概念縦
断面図である。図１を参照しながら本発明工法の施工手
順を説明する。
断面図である。図１を参照しながら本発明工法の施工手
順を説明する。
【０００９】（１）２本の立抗より水平方向に平行した
２本の中小径のシールドトンネル１Ａ、１Ｂを掘削し、
シールド機内から無筋または繊維補強コンクリートを打
設して一次覆工２Ａ、２Ｂを施す。この際の補強繊維と
しては、炭素繊維、合成繊維、金属繊維などが使用され
る。（図１（ａ）） （２）シールドトンネル１Ａ内で水平方向チェーンカッ
ター３を組み立て、そのチェーンカッター３によりシー
ルドトンネル１Ａ、１Ｂの一次覆工２Ａ、２Ｂおよびそ
の間の地山をスリット状に掘削して、シールドトンネル
１Ａ、１Ｂを連通させる。（図１（ｂ）） （３）スリット部にシールドトンネル１Ａ側に設置され
た水平杭圧入機により、鉄骨あるいは鋼管の鋼材を圧入
し、鋼材の間隙にコンクリートを打設して天井４を構築
する。次いで、シールドトンネル１Ａ、１Ｂ内に設置さ
れた鉛直方向チェーンカッター３Ａ、３Ｂによりシール
ドトンネル１Ａ、１Ｂの一次覆工２Ａ、２Ｂおよびその
直下の地山をスリット状に掘削し、スリットに鉄筋を挿
入し、コンクリートを打設して土留壁５Ａ、５Ｂを構築
する。（図１（ｃ）） この土留壁の構築の際、直下の地山が軟弱で湧水が多く
自立性が小さい場合には、上記の方法に代えて、地下連
続壁工法や柱列式地下壁工法などの通常の方法により、
土留壁５Ａ、５Ｂを構築する。
２本の中小径のシールドトンネル１Ａ、１Ｂを掘削し、
シールド機内から無筋または繊維補強コンクリートを打
設して一次覆工２Ａ、２Ｂを施す。この際の補強繊維と
しては、炭素繊維、合成繊維、金属繊維などが使用され
る。（図１（ａ）） （２）シールドトンネル１Ａ内で水平方向チェーンカッ
ター３を組み立て、そのチェーンカッター３によりシー
ルドトンネル１Ａ、１Ｂの一次覆工２Ａ、２Ｂおよびそ
の間の地山をスリット状に掘削して、シールドトンネル
１Ａ、１Ｂを連通させる。（図１（ｂ）） （３）スリット部にシールドトンネル１Ａ側に設置され
た水平杭圧入機により、鉄骨あるいは鋼管の鋼材を圧入
し、鋼材の間隙にコンクリートを打設して天井４を構築
する。次いで、シールドトンネル１Ａ、１Ｂ内に設置さ
れた鉛直方向チェーンカッター３Ａ、３Ｂによりシール
ドトンネル１Ａ、１Ｂの一次覆工２Ａ、２Ｂおよびその
直下の地山をスリット状に掘削し、スリットに鉄筋を挿
入し、コンクリートを打設して土留壁５Ａ、５Ｂを構築
する。（図１（ｃ）） この土留壁の構築の際、直下の地山が軟弱で湧水が多く
自立性が小さい場合には、上記の方法に代えて、地下連
続壁工法や柱列式地下壁工法などの通常の方法により、
土留壁５Ａ、５Ｂを構築する。
【００１０】（４）シールドトンネル１Ａ、１Ｂの内側
から一次覆工２Ａ、２Ｂをスリット状に切削し、土留壁
５Ａ、５Ｂによって挟まれた地山側に開口するスリット
部６Ａ、６Ｂを設ける。（図１（ｄ）） （５）シールドトンネル１Ａ、１Ｂおよびスリット部６
Ａ、６Ｂを換気ダクト兼資材および排土の搬出入路とし
て活用し、バックホウやダンプトラックなどの通常の掘
削機械を使用して、天井４および土留壁５Ａ、５Ｂによ
って挟まれた地山の掘削および排土を行い、所定の深さ
まで掘削する。この際、一方のシールドトンネル、例え
ば１Ｂを送気用坑道、他方のシールドトンネル、例えば
１Ａを排気用坑道として使用することにより、大量の換
気が行えるので、通常のディーゼルエンジンなどを動力
源とする掘削機械の使用が可能となる。（図１（ｅ））
以上で本発明の掘削工法は終了する。
から一次覆工２Ａ、２Ｂをスリット状に切削し、土留壁
５Ａ、５Ｂによって挟まれた地山側に開口するスリット
部６Ａ、６Ｂを設ける。（図１（ｄ）） （５）シールドトンネル１Ａ、１Ｂおよびスリット部６
Ａ、６Ｂを換気ダクト兼資材および排土の搬出入路とし
て活用し、バックホウやダンプトラックなどの通常の掘
削機械を使用して、天井４および土留壁５Ａ、５Ｂによ
って挟まれた地山の掘削および排土を行い、所定の深さ
まで掘削する。この際、一方のシールドトンネル、例え
ば１Ｂを送気用坑道、他方のシールドトンネル、例えば
１Ａを排気用坑道として使用することにより、大量の換
気が行えるので、通常のディーゼルエンジンなどを動力
源とする掘削機械の使用が可能となる。（図１（ｅ））
以上で本発明の掘削工法は終了する。
【００１１】参考までに、水平方向の切削および天井４
の構築の施工の一例を図２を参照しながら説明する。
の構築の施工の一例を図２を参照しながら説明する。
【００１２】図２は水平方向の切削および天井４の構築
の施工時の水平断面図である。
の施工時の水平断面図である。
【００１３】（１）シールドトンネル１Ａ内で水平方向
チェーンカッター３を組み立て、台車を中心にして腕を
旋回させながら扇状に一次覆工２Ａ、地山、一次覆工２
Ｂを切削してゆく。一次覆工２Ａ、２Ｂの切削スリット
には、切削スリットが上部一次覆工材の自重で閉じない
ように楔７を打ち込んでゆく。（図２（ａ）） （２）シールドトンネル１Ｂ側の立抗側に未切削部が残
っているので、水平方向チェーンカッター３を立抗側に
後退させて、未切削部を切削し、楔７の盛り替えを行
う。（図２（ｂ）） （３）水平方向チェーンカッター３をシールドトンネル
進行方向に前進させて切削を続け楔７を打ち込んでゆ
く。（図２（ｃ）） （４）立抗側の楔７を撤去しながら、水平杭圧入機８に
より切削スリットに鋼管や鉄骨などの鋼材９を継ぎ足し
ながら圧入し、鋼材９の間隙にはコンクリートポンプ１
１によりコンクリートを打設する。（図２（ｄ）） （５）上記（３）（４）の作業をシールドトンネル進行
方向に繰り返して天井４が構築される。
チェーンカッター３を組み立て、台車を中心にして腕を
旋回させながら扇状に一次覆工２Ａ、地山、一次覆工２
Ｂを切削してゆく。一次覆工２Ａ、２Ｂの切削スリット
には、切削スリットが上部一次覆工材の自重で閉じない
ように楔７を打ち込んでゆく。（図２（ａ）） （２）シールドトンネル１Ｂ側の立抗側に未切削部が残
っているので、水平方向チェーンカッター３を立抗側に
後退させて、未切削部を切削し、楔７の盛り替えを行
う。（図２（ｂ）） （３）水平方向チェーンカッター３をシールドトンネル
進行方向に前進させて切削を続け楔７を打ち込んでゆ
く。（図２（ｃ）） （４）立抗側の楔７を撤去しながら、水平杭圧入機８に
より切削スリットに鋼管や鉄骨などの鋼材９を継ぎ足し
ながら圧入し、鋼材９の間隙にはコンクリートポンプ１
１によりコンクリートを打設する。（図２（ｄ）） （５）上記（３）（４）の作業をシールドトンネル進行
方向に繰り返して天井４が構築される。
【００１４】
【発明の効果】大口径のシールド機の使用や高価なセグ
メントの使用の必要がなく、通常の土木機械を使用し
て、安全で安価に大口径の地下大空間を掘削することが
できる。
メントの使用の必要がなく、通常の土木機械を使用し
て、安全で安価に大口径の地下大空間を掘削することが
できる。
【図１】本発明工法の施工手順を示す概念縦断面図であ
る。
る。
【図２】水平方向の切削および天井の構築の施工手順を
示す水平断面図である。
示す水平断面図である。
１Ａ・・シールドトンネル、１Ｂ・・シールドトンネ
ル、２Ａ・・一次覆工、２Ｂ・・一次覆工、３・・水平
方向チェーンカッター、３Ａ・・鉛直方向チェーンカッ
ター、３Ｂ・・鉛直方向チェーンカッター、４・・天
井、５Ａ・・土留壁、５Ｂ・・土留壁、６Ａ・・切削ス
リット、６Ｂ・・切削スリット、７・・楔、８・・水平
杭圧入機、９・・鋼材、１０Ａ・・立抗、１０Ｂ・・立
抗、１１・・コンクリートポンプ
ル、２Ａ・・一次覆工、２Ｂ・・一次覆工、３・・水平
方向チェーンカッター、３Ａ・・鉛直方向チェーンカッ
ター、３Ｂ・・鉛直方向チェーンカッター、４・・天
井、５Ａ・・土留壁、５Ｂ・・土留壁、６Ａ・・切削ス
リット、６Ｂ・・切削スリット、７・・楔、８・・水平
杭圧入機、９・・鋼材、１０Ａ・・立抗、１０Ｂ・・立
抗、１１・・コンクリートポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−122400（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−84200（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21D 13/00 - 13/02 E21D 9/04
Claims (1)
- 【請求項１】 （Ａ）地表部より２本の立抗を構築し、
それぞれの立抗下端より水平方向に平行した２本の中小
径のシールドトンネルを掘削し、その内側に場所打ちコ
ンクリートによる一次覆工を施す工程、（Ｂ）一方のシ
ールドトンネル内で組み立てたチェーンカッターにより
シールドトンネル側壁および地山を水平方向にスリット
状に掘削して２本の中小径のシールドトンネルを連通さ
せ、このスリット部に鋼材圧入とコンクリート打設とを
施工して天井部を構築する工程、（Ｃ）それぞれのシー
ルドトンネル内から鉛直方向に所定の深さまで２枚の平
行した土留壁を構築する工程、（Ｄ）それぞれのシール
ドトンネルに２枚の平行した土留壁によって挟まれた地
山側に開口するスリット部を切削する工程、（Ｅ）天井
部および２枚の平行した土留壁によって囲まれた地山を
掘削する工程、よりなる地下空間掘削工法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05137172A JP3082511B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 地下空間掘削工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05137172A JP3082511B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 地下空間掘削工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346699A JPH06346699A (ja) | 1994-12-20 |
| JP3082511B2 true JP3082511B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=15192502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05137172A Expired - Fee Related JP3082511B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 地下空間掘削工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3082511B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB201301318D0 (en) * | 2013-01-25 | 2013-03-06 | Thomson James C | Method and apparatus for forming tunnels and tunnels formed thereby |
| CN106759464A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-05-31 | 王燏斌 | 一种地下建筑及其施工法 |
| CN110080785A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-02 | 中铁隧道局集团有限公司 | 临水复合地层超大直径盾构常压进仓加固施工方法 |
-
1993
- 1993-06-08 JP JP05137172A patent/JP3082511B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06346699A (ja) | 1994-12-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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