JP3640708B2 - シールドトンネルの交差接合工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設の第一シールドトンネルに直交する形で交差する第二シールドトンネルを構築する際の交差接合工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大型の下水管としてはシールドトンネルがよく利用されている。このシールドトンネルである下水管では既設の下水管に接合して新たな下水管を設ける必要が生ずることが多い。新設管を既設管に接合する工法としては次の工法が採用されている。
【０００３】
（１）地上より人孔を構築し、既設管の接合部を撤去後、新設部の覆工を構築し、人孔部を埋め戻す。
【０００４】
（２）新設側のシールド機を既設管の近傍で停止し、接合部周辺の地盤改良を行ったのち、人力によって、既設管覆工材の撤去、接合部の覆工を行う。
【０００５】
（３）新設側のシールド機の外周に前後に移動自在の筒状フードを設け、既設管に接近した時点でフードを押し出し、既設管側面に当接させ、フード周辺の地山の安定を図りながら接合部の地盤改良を行って接合する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記（１）の工法では、人孔を構築する必要があるため、工期、工事費がかかるのみでなく、大規模交差点付近の交通障害を惹起したり、輻輳した各種埋設物を回避する必要があるなどの各種の問題がある。
【０００７】
（２）の工法では、人力による既設管覆工材の撤去、接合部の覆工の構築のため、多大の労力を必要とするのみでなく、大規模な地盤改良工事を必要とし、工事の安全性に問題がある。
【０００８】
（３）の工法では、フードの先端形状を既設管の側面形状に合わせてはあるものの、既設管の変形（扁平化）や新設管の施工精度から、フードの先端形状と既設管の側面形状とが合致しないことが多く、周辺の地盤改良を必要とすることが多い。また、フードは掘進中の掘削抵抗により変形してスキンプレートとのせりを生じ、所定位置まで押し出すことが不可能になることが懸念される。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、既設管の新設管との接合部に予め十分な強度を持ち切削は容易である特殊セグメントを組み込んでおくことにより、かかる問題点のない交差接合を行うことを目的とする。
【００１０】
即ち、本発明は、
（Ａ）第一シールド機とセグメントにより第一シールドトンネルを構築する際、鋼材もしくは鉄筋コンクリートを基板とし、その一方の側面に無筋コンクリートを打設して断面が略三角形で斜辺が円弧状である柱状に形成した特殊セグメント２個を、第一シールドトンネルの第二シールドトンネル交差接合予定箇所に、基板が直立し無筋コンクリートの前記円弧状の斜辺が第一シールドトンネルの外周面となるように上下対称に接続して組み込んで第一シールドトンネルを構築する工程、
（Ｂ）第二シールド機とセグメントにより前記第一シールドトンネルに交差接合予定の第二シールドトンネルを構築し、前記第一シールドトンネルの特殊セグメントに到達したなら、前記無筋コンクリートを切削して前進し、前記基板の直前で停止させる工程、第一シールドトンネル内部より前記基板の所要部分を切断撤去する工程、
よりなるシールドトンネルの交差接合工法。
【００１１】
本発明の要点は、第一シールドトンネル（既設管）に組み込まれる特殊セグメントの形状および構造にある。
【００１２】
この特殊セグメントはシールド機により切削困難でセグメントとしての強度を主として負担する基板と、シールド機により切削容易でセグメントとしての強度を従として負担する無筋コンクリートとから構成され、無筋コンクリートは基板の一方の側面に盛上がる形で打設されており、略三角柱状に形成されている。
【００１３】
この特殊セグメントは２個１組として使用され、既設管を構築する際、基板が直立し、無筋コンクリートが既設管の外周面となるように上下に接続されて組み込まれている。
【００１４】
従って、この既設管に交差接合する新設管を構築する際には、新設管を構築するシールド機は既設管の特殊セグメントの無筋コンクリートを切削して掘進することが可能となり、シールド機は掘削刃が基板と接触する直前の位置で停止させればよい。この結果、新設管が実質的に既設管に交差接合する時点までシールド機による掘進が可能となり、従来工法における周辺地盤の改良、安全性、労力、工期、工事費などの種々の問題点が一挙に解決される。
【００１５】
本発明の第一シールドトンネルと第二シールドトンネルの構築は長期都市計画に基づいて決定されるものであり、本発明の上記Ａ工程とＢ工程の施工の間隔は殆どない場合もあれば、数年以上の長期間となる場合もある。
【００１６】
何れの場合も第一シールドトンネルは完成とともに供用を開始し、供用を続けている状態で第二シールドトンネルを交差接合することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明を説明する。
【００１８】
図１は第一シールドトンネルの交差接合箇所に組み込まれる特殊セグメントの一例を示す斜視図であり、図２は本発明の交差接合工法の工程を示す縦断面図で、（ａ）はシールド機接近時、（ｂ）はシールド機の掘進終了時を示す。
【００１９】
図１に示すように、特殊セグメント４は長方形の基板４ａの一方の表面に無筋コンクリート４ｂを打設して略三角柱状に製作されている。基板４ａは、鉄筋コンクリートもしくは鋼材で作られており、鋼材の場合、大きさに応じて、鉄骨と鋼板の溶着、あるいは鋳鉄で作られる。
【００２０】
この特殊セグメント４は、２個１組として使用され、図２に示すように第一シールドトンネル１を構築する際に、それぞれの基板４ａが直立し、それぞれの無筋コンクリート４ｂの円弧形表面が他のセグメントの外周面と面一になるように上下に接続して組み込まれている。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、シールド機３は第二シールドトンネル２を構築しながら、１組の特殊セグメント４，４を目指して掘進する。シールド機３先端の掘削刃が特殊セグメント４に接触しても、シールド機３は無筋コンクリート４ｂを切削して掘進を続け、図２（ｂ）に示すように、シールド機３の掘削刃が基板４ａと接触する直前で停止する。
【００２２】
シールド機３の無筋コンクリート４ｂへの貫入時には、シールド機３の先端外周に予め取りつけてあるゴムチューブに空気もしくはモルタルを注入してシールド機３外周と無筋コンクリート４ｂ掘削部との境界面をシールする。
【００２３】
第一シールドトンネル１内部より基板４ａを所定の面積だけ切断撤去すると接合部が開口する。接合部に二次覆工を行って、第一シールドトンネル１と第二シールドトンネル２との交差接合が完了する。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成されているので、次のような効果を奏する。
【００２５】
（１）第二シールドトンネルが実質的に第一シールドトンネルに交差接合する時点までシールド機による掘進が可能となり、従来工法における周辺地盤の改良は不要となり労力、工期、工事費などの種々の面が改良される。
【００２６】
（２）第一シールドトンネルを下水管として使用している場合、供用を停止することなく、（時にはごく短時間停止して）第二シールドトンネルを交差接合することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一シールドトンネルの交差接合箇所に組み込まれる特殊セグメントの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の交差接合工法の工程を示す縦断面図で、（ａ）はシールド機接近時、（ｂ）はシールド機の掘進終了時を示す。
【符号の説明】
１・・第一シールドトンネル、２・・第二シールドトンネル、３・・シールド機、４・・特殊セグメント、４ａ・・基板、４ｂ・・無筋コンクリート。

Claims (1)

1. 第一シールド機とセグメントにより第一シールドトンネルを構築する際、鋼材もしくは鉄筋コンクリートを基板とし、その一方の側面に無筋コンクリートを打設して断面が略三角形で斜辺が円弧状である柱状に形成した特殊セグメント２個を、第一シールドトンネルの第二シールドトンネル交差接合予定箇所に、基板が直立し無筋コンクリートの前記円弧状の斜辺が第一シールドトンネルの外周面となるように上下対称に接続して組み込んで第一シールドトンネルを構築する工程、
   第二シールド機とセグメントにより前記第一シールドトンネルに交差接合予定の第二シールドトンネルを構築し、前記第一シールドトンネルの特殊セグメントに到達したなら、前記無筋コンクリートを切削して前進し、前記基板の直前で停止させる工程、
   第一シールドトンネル内部より前記基板の所要部分を切断撤去する工程、
   よりなるシールドトンネルの交差接合工法。

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