JP3710106B2 - シールド発進基地の構築方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、供用中の既設軌道や既設道路や既設河川などの地下に、新規軌道や新規道路や新規河川などのためのシールドトンネルを建設する際に適用するに好適な、シールド発進基地の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来の既設軌道下のシールド発進基地の一例を示す断側面図、
図１４は図１１のXI、XI矢視断面図、
図１５は従来の既設軌道下のシールド発進基地の別の例を示す断側面図、
図１６は図１５のXIV、XIV矢視断面図である。
従来、地上に既設された軌道（即ち鉄道の線路等）、道路、河川等の地上流通路施設を供用しながら、該既設の地上流通路施設の地下に、新たな軌道、道路、河川等の地下流通路施設を通すため、シールドトンネルを建設せんとすることがあり、このとき、用地確保等の問題により、シールド発進基地を既設の地上流通路施設直下に配置させることが要求される場合がある。
こうした場合に、従来の方法の一例として、図１３乃至図１４に示すように、既設軌道４１に隣接して立坑４２を設け、該立坑４２の坑底４２ａ近傍から横坑４３を掘削構築し、該横坑４３の前記既設軌道４１直下に対応した箇所を、シールド掘削機４５の発進基地４４として、図１４一点鎖線で示すように、シールドトンネル４６の掘削を開始する。
また、別の従来の方法として、図１５乃至図１６に示すように、既設軌道４１下に軌道防護工４７を構築し、該軌道防護工４７に既設軌道４１を仮受させておいて、該既設軌道４１下に立坑４８を掘削し、該立坑４８の坑底部分を発進基地４９として、シールド掘削機４５を発進させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１３乃至図１４に示す方法では、立坑４２の掘削のための図１３矢印Ａ方向向きの掘削工程、横坑４３の掘削のための図１３矢印Ｂ方向向きの掘削工程、さらに、シールドトンネル４６を掘削するための図１４矢印Ｃ、Ｃ’方向向きの掘削工程、と掘削方向を少なくとも３回変更する必要が生じるところから、工程及び掘削機械、設備等が複雑になり、非常に手間がかかる。また、立坑４２の坑底４２ａ付近から横坑４３を構築する場合、その掘削箇所が大深度になり、高水圧下での掘削となるところから、掘削領域全域に対して（即ち図１３に示す幅Ｗ１をなす領域分だけ）の地盤安定化を図る必要が生じ、これには莫大な量の補助工法、例えば凍結工法等が必要となる。
また、図１５乃至図１６に示す方法では、軌道防護工４７を構築し、これに既設軌道４１を仮受させる、という作業が立坑掘削と別個に必要となり、特に既設軌道４１が供用中の鉄道路線である場合等は、その工程が非常に煩雑なものとなる。さらに、立坑４８は、仮受けされた既設軌道４１下の地盤を開削する形で掘削するために、該既設軌道４１を支持する軌道防護工４７の基礎部４７ａは、立坑４８の掘削によって揺らぐことがないよう堅固に構築される必要がある。このため、基礎部４７ａを支持するための改良地盤５１を形成したり、土留壁５０を構築し、大規模なる地盤改良によって確実なる地盤安定化を図る必要が生じる。
そこで本発明は、上記事情に鑑み、既設の地上流通路施設の地下に新たなシールドトンネルを形成するに際し、施工工程が簡潔で、小規模な地盤改良で施工出来る、シールド発進基地の構築方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明のうち請求項１記載の発明は、既設の地上流通路施設（４１）、（５６）、（５７）の鉛直方向下方に位置する地盤（２）中に、該既設の地上流通路施設（４１）、（５６）、（５７）に沿って伸延するシールドトンネル（４６）を形成するに際し、前記既設の地上流通路施設（４１）、（５６）、（５７）と水平方向に隣接した場所に坑口（３ａ）、（４ａ）を設定し、筒状の地盤支持手段（９０）を、前記坑口（３ａ）、（４ａ）から前記シールドトンネル（４６）の形成予定箇所に向けた形で、斜め方向に設置すると共に、前記地盤支持手段（９０）の内部の地盤（２）を掘削して、斜坑（３）、（４）を、前記坑口（３ａ）、（４ａ）と前記シールドトンネル（４６）の形成予定箇所を連絡する形で形成し、前記斜坑（３）、（４）の底部に底部コンクリート（１０）を打設して、シールド発進基地（３０）を構築して、構成される。
また、本発明のうち請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記既設の地上流通路施設は既設軌道（４１）であることを特徴として、構成される。
また、本発明のうち請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記既設の地上流通路施設は既設道路（５６）であることを特徴として、構成される。
また、本発明のうち請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記既設の地上流通路施設は既設河川（５７）であることを特徴として、構成される。
また、本発明のうち請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記地盤支持手段（９０）は、前記斜坑（３）、（４）の周囲に配置する形の土留め材（９）からなるようにして、構成される。
また、本発明のうち請求項６記載の発明は、既設の地上流通路施設（４１）、（５６）、（５７）の鉛直方向下方に位置する地盤（２）中に、該既設の地上流通路施設（４１）、（５６）、（５７）に沿って伸延するシールドトンネル（４６）を形成するに際し、前記既設の地上流通路施設（４１）、（５６）、（５７）と水平方向に隣接した場所に坑口（３ａ）、（４ａ）を設定し、ガイド手段（６）、（７）、（８）を、前記坑口（３ａ）、（４ａ）から前記シールドトンネル（４６）の形成予定箇所に向けた形で、斜め方向に設置し、内部に斜坑空間（５０ｓ）、（５１ｓ）、（５２ｓ）が形成されたケーソン（５０）、（５１）、（５２）を、前記坑口（３ａ）、（４ａ）から前記ガイド手段（６）、（７）、（８）をガイドとする形で前記シールドトンネル（４６）の形成予定箇所に達するまで沈設し、前記ケーソン（５０）、（５１）、（５２）の底部に底部コンクリート（１０）を打設して、シールド発進基地（３０）を構築して、構成される。
また、本発明のうち請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記既設の地上流通路施設は既設軌道（４１）であることを特徴として、構成される。
また、本発明のうち請求項８記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記既設の地上流通路施設は既設道路（５６）であることを特徴として、構成される。
また、本発明のうち請求項９記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記既設の地上流通路施設は既設河川（５７）であることを特徴として、構成される。
また、本発明のうち請求項１０記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記ガイド手段（６）、（７）、（８）は、前記ケーソン（５０）、（５１）、（５２）の外周形状に沿って配置される複数の柱状部材（６１）からなるようにして、構成される。
また、本発明のうち請求項１１記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記ガイド手段（６）、（８）は、前記ケーソン（５０）、（５１）、（５２）の外周形状に対応した形で筒状に設置することを特徴として、構成される。
また、本発明のうち請求項１２記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記ガイド手段（７）は、前記ケーソン（５０）、（５１）、（５２）のトンネル形成位置（５ｐ）を除外した形で設置されることを特徴として、構成される。
なお、（ ）内の番号等は、図面における対応する要素を示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以下の作用の欄についても同様である。
【０００５】
【作用】
上記した構成により、本発明のうち請求項１記載の発明は、シールドトンネル（４６）の形成予定箇所にシールド発進基地（３０）が配置するように作用する。
また、本発明のうち請求項２記載の発明は、既設軌道（４１）の仮受けをしないで済む。
また、本発明のうち請求項３記載の発明は、既設道路（５６）の仮受けをしないで済む。
また、本発明のうち請求項４記載の発明は、既設河川（５７）の仮受けをしないで済む。
また、本発明のうち請求項５記載の発明は、土留め材（９）からなる地盤支持手段（９０）が斜坑の周囲の地盤を土留めするように作用する。
また、本発明のうち請求項６記載の発明は、ケーソン（５０）、（５１）、（５２）の設置によって斜坑空間（５０ｓ）、（５１ｓ）、（５２ｓ）を、坑口（３ａ）、（４ａ）とシールドトンネル（４６）の形成予定箇所を連絡する形で直状に配置させるように作用する。
また、本発明のうち請求項７記載の発明は、既設軌道（４１）の仮受けをしないで済む。
また、本発明のうち請求項８記載の発明は、既設道路（５６）の仮受けをしないで済む。
また、本発明のうち請求項９記載の発明は、既設河川（５７）の仮受けをしないで済む。
また、本発明のうち請求項１０記載の発明は、複数の柱状部材（６１）を地盤（２）中に列状に並べて打設することによりガイド手段（６）、（７）、（８）の設置を行うように作用する。
また、本発明のうち請求項１１記載の発明は、ケーソン（５０）、（５１）、（５２）を、ガイド手段（６）、（８）に包囲された地盤（２）中に沈設させるように作用する。
また、本発明のうち請求項１２記載の発明は、トンネル形成位置５ｐにはガイド手段（６）、（７）、（８）が配置しないように作用する。
【０００６】
【実施例】
図１は本発明の一実施例により構築中のシールド発進基地における地上部分の平面図、
図２は図１のII、II矢視断面図、
図３は図２のIII、III矢視断面図、
図４は図３のIV、IV矢視断面図、
図５は図４に示すシールド発進基地の別の例を示す断面図、
図６は本発明の別の実施例により構築中のシールド発進基地における地上部分の平面図、
図７は図６に示すシールド発進基地における地下部分の平断面図、
図８は本発明のさらに別の実施例の施工手順を示す図、
図９は本発明のさらに別の実施例の施工手順を示す図、
図１０は本発明のさらに別の実施例の施工手順を示す図、
図１１は本発明のさらに別の実施例の施工手順を示す図、
図１２は本発明のさらに別の実施例の施工手順を示す図である。
【０００７】
シールド発進予定地域１には、図１に示すように、地面２ａ上に形成された路盤上に設けられた形で、上り線４１ａと下り線４１ｂからなる既設軌道４１が図１一点鎖線で示すように敷設されており、既設軌道４１の図１上下に示す両側のハッチングで示す箇所には、図２に示すようにプラットフォーム４０、４０が設けられている。なお既設軌道４１は、既設の地上流通路施設の一具体例である。地上流通路施設とは地上において人や物が流通する流通路のことであり、具体的には、上述した鉄道などの軌道のほか、自動車が通行し得る道路、或いは水が流通する河川などがある。
既設軌道４１の鉛直方向下方に位置する地盤２中には、図１及び図２に示すように、シールドトンネル４６が、図１破線で示すように、該既設軌道４１に沿って即ちその伸延方向を既設軌道４１の伸延方向と略一致させた形で構築されることが予定されており、従って、既設軌道４１の線路中心ＣＴ１とシールドトンネル４６の線路中心ＣＴ２は、図２に示すように、略一致している。
【０００８】
また、シールド発進予定地域１には、図１及び図２に示すように、斜坑３が、既設軌道４１に隣接した地面２ａの所定箇所と前記形成予定のシールドトンネル４６を斜め方向に接続した形で掘削形成されており、斜坑３はその坑口３ａが図１に示すように既設軌道４１と水平方向に隣接した位置において略円形をなし、その斜坑軸心ＣＴ３が、図２及び図３に示すように既設軌道４１の線路中心ＣＴ１と直交し且つ所定の勾配αをなす形で、斜円柱状に形成されている。なお、斜坑３は、その斜坑軸心ＣＴ３と直交方向に形成される横断面形状が円形をなすように形状設定されているため、坑口３ａの平面形状は図１に示すように、若干長円形をなす。
【０００９】
斜坑３の周囲には、図１乃至図３に示すように、内部に斜坑空間５０ｓが形成されたオープンタイプのケーソン５０を地盤２中に沈設してなるコンクリート製の側壁５が、所定の巻厚をなす斜円筒状に設けられており、さらに、側壁５の周囲には鋼製のガイド体６が、斜坑３の全長に亙って斜円筒状をなす形で配置されている。ガイド体６は、図１に示すように、地面２ａから坑口３ａを介して斜坑３の周囲を包囲し得る形で、即ちケーソン５０の外周形状に対応した形で地盤２中に列状に並んで配置された、その各々が柱状をなす複数本の鋼管６１によって形成されている。
【００１０】
また、斜坑３の坑底部には、図２に示すように、遮水性を有する底部コンクリート１０が、図２ハッチングで示すように、天端１０ａが水平方向に形成された形で打設されており、底部コンクリート１０上は、前記側壁５によって支保された空間から前記シールドトンネル４６を掘削形成するシールド掘削機４５が発進し得る形で、発進基地３０となっている。従って、発進基地３０は、ケーソン５０からなる側壁５を側壁とし、底部コンクリート１０を床版とする構造体により形成されている。発進基地３０には、図３乃至図４に示すように、シールド掘削機４５が、側壁５を構成しているケーソン５０に設定されたトンネル形成位置５ｐを切り破って地盤２中にシールドトンネル４６を掘進自在な形で配置されており、従って、シールド掘削機４５は、図２に示すように、発進基地３０において、前記構築すべきシールドトンネル４６の断面位置と整合配置されている。
【００１１】
シールド発進予定地域１及び既設軌道４１等は以上のような構成を有しているので、該既設軌道４１の鉛直方向下方に位置する地盤２中にシールドトンネル４６を構築するに際しては、まず、斜坑３の構築形成を行う。
これにはまず、図１乃至図３に示すように、地面２ａ上において、既設軌道４１から、該既設軌道４１の線路中心ＣＴ１と直交する方向に、既設軌道４１の供用に影響がない距離だけ離隔した地点、即ち既設軌道４１と水平方向に所定距離をもって隣接した場所に、坑口３ａとすべき場所を測量によって設定する。
【００１２】
次に、複数の鋼管６１を、図１に示すように、坑口３ａとなるべき箇所の外周から、後に沈設すべきケーソン５０による側壁５の外周形状に対応した形で、即ち、該鋼管６１のそれぞれが図２に示す所定の勾配αをなす形で、該坑口３ａに対応した地面２ａからシールドトンネル４６の形成箇所予定箇所に向けて、地盤２中に斜め方向に打設する。なお、鋼管６１は、斜坑３の深さに対応した地点まで到達し得るように、適宜継ぎ足し打設する。こうして複数の鋼管６１を地盤２中に打設すると、斜円筒状のガイド体６が、これから沈設するケーソン５０のガイド手段として設置される。この際、１本１本の鋼管６１は、斜坑３に比して極小径であるところから、ガイド体６の地中打ち込みは容易であり、また、これによって地盤２が掻き乱される懸念もない。
【００１３】
そこで、ガイド体６を利用して、側壁５の形状に対応した形状をなし、内部に斜坑空間５０ｓが形成されたケーソン５０を、所定の勾配αをなすよう傾けて、該ケーソン５０の部材軸心が斜坑軸心ＣＴ３に一致した形になるよう坑口３ａに据付ける。そして、該ケーソン５０を設置すべき箇所の地盤２を掘削除去することにより、該ガイド体６をガイドとする形で、シールドトンネル４６の形成予定箇所に達するまで地盤２中に圧入沈設する。すると、ケーソン５０は、既に所定の勾配αをなす形で地盤２中に打設設置されたガイド体６をガイドとする形で、円滑に地盤２中に圧入沈設され、これにより、斜坑３の形成と側壁５の構築が同時進行されていく。この際、ケーソン５０は、その沈設姿勢を、既に地盤２中に打設されたガイド体６によりガイドされ、斜坑３の形成形状に的確に対応した形で所定の勾配αをもって沈設される。また、沈設中のケーソン５０の外周にはガイド体６が配置する形になるため、該ケーソン５０沈設に伴う掘削箇所は、ガイド体６の内方側となり、掘削作業も好適に行われる。この結果、斜坑３のように勾配αをなす大きな斜め状の空間であっても安定的に形成される。
【００１４】
こうして、ケーソン５０をシールドトンネル４６の形成予定箇所に達する所定深さまで沈設して、側壁５の構築及び斜坑３の形成を完了させたところで、底部コンクリート１０を、図２乃至図３ハッチングで示すように打設する。なお、斜坑３は、斜め状の空間であるところから、側壁５は、図２右側に示す低い側の全長が、図２左側に示す高い側の全長より次第に長くなっているが、底部コンクリート１０は、その天端１０ａが略水平に形成されるところから、図２に示す実施例においては、上面側と下面側が平行しない異形形状となっているが、斜坑３の底部が地面２ａと平行するようなケーソンを用いても構わない。
【００１５】
このように底部コンクリート１０を打設すると、該底部コンクリート１０上の空間は、図２に示すように、新たに構築すべきシールドトンネル４６の路線上に重なった形で配置し、ガイド体６及び側壁５によって支保され、底部コンクリート１０によって遮水された形の安定的な空間となる。そこで、該底部コンクリート１０上の空間を、発進基地３０として用いることが出来る。従って、ケーソン５０を用いて斜坑３を形成し、その坑底部に底部コンクリート１０を打設するだけで、側壁５と底部コンクリート１０を構造体とする発進基地３０の構築を行うことが出来、該発進基地３０構築に係る工程は極めて簡潔である。また、発進基地３０は、既設軌道４１の鉛直方向下方の地盤２中に配置させる必要があるため、その構築に際しては、地盤２に薬液注入等を施して該斜坑３の周囲及びその下側の地盤２の改良安定化を図ることがあるが、こうした地盤改良の対象となる領域は、斜坑３の周辺及びその下側の領域に限定されるので、小規模な地盤改良ですむ。
【００１６】
こうして発進基地３０が出来たところで、坑口３ａから斜坑３を介して底部コンクリート１０上にシールド掘削機４５を降ろして来て、該シールド掘削機４５を、図３乃至図４に示すように、シールドトンネル４６の掘進方向に向けて配置させる。すると、斜坑３内においてシールド掘削機４５の向きを変える必要なく、直ちにシールドトンネル４６の掘削を開始することが出来る。そこで、シールド掘削機４５を、ケーソン５０のトンネル形成部５ｐ及びこれに対応したガイド体６を切り破って地盤２中に推進させる形で、発進させる。すると、既設軌道４１の鉛直方向下方においてシールドトンネル４６を、該既設軌道４１の伸延方向に沿った形で掘削形成していくことが安全且つ的確に出来る。従って、シールドトンネル４６を掘削開始するまでの段取りが簡単であり、また、坑口３ａとケーソンのトンネル形成位置５ｐが、斜坑３を介して一直線状に連絡しているので、斜坑３を作業坑として利用したときの作業性にも優れる。
また、上述した手順により形成された斜坑３は、ガイド体６、ケーソン５０、底部コンクリート１０によって堅固に支保された形となるため、シールドトンネル４６の構築完了後には、斜坑３を、換気塔、駅舎の一部、点検用立坑、非難通路等の目的に、有用且つ安全に利用することが出来る。
【００１７】
なお、上述した実施例においては、ガイド手段であるガイド体６を、ケーソン５０の外周形状に対応した形で筒状に設置するようにした例を述べたが、ガイド体６は、必ずしも筒状を呈している必要はない。即ち、図５に示す例においては、ガイド体７が、先に述べたケーソン５０のトンネル形成位置５ｐを除外した形で形成設置される。すると、ガイド体７は、ケーソン５０が所定の勾配αをもって地盤２中に設置されるようにこれをガイドする機能は果たしながら、トンネル形成位置５ｐを切り破って発進するシールド掘削機４５の発進動作の障害とならない。従って、シールド掘削機４５を円滑に発進させることが可能となる。
なお、図５に示すガイド体７の非設置箇所は、ケーソン５０のトンネル形成位置５ｐ付近のみでも良く、また、該斜坑３の全長に亙っていても良い。
【００１８】
また、上述した実施例においては、斜円筒状に形成されたケーソン５０の利用によって、斜坑３を斜円柱状に形成した例を述べたが、斜坑の形成形状はこれに限定されるものではなく、例えば、図６乃至図７に示すように、断面形状が矩形をなす形の斜坑４を形成しても構わない。
矩形の斜坑４の形成には、既設軌道４１と水平方向に隣接した地面２ａの所定場所に坑口４ａを矩形に設定し、該坑口４ａからシールドトンネル４６の形成予定箇所に向けた形で斜め方向に複数の鋼管６１を、角筒状に配置させた形で設置してガイド体８とし、該ガイド体８をガイド手段として内部に斜坑空間５１ｓが形成された矩形のケーソン５１を、シールドトンネル４６の形成予定箇所に達するまで沈設し、該ケーソン５１の底部に打設した底部コンクリート１０上を発進基地３０とする。従って、その施工手順は、先に述べた斜円柱状の斜坑３の場合と何等変わりなく、斜坑断面形状の選択は自由である。即ち、斜坑３、４等の斜坑の形成形状は、本実施例で述べたようにその断面が円形、或いは矩形を呈しているものに限定されることはなく、例えば、長円形、楕円形、馬蹄形、眼鏡形等、如何様であっても差し支えない。
【００１９】
また、上述したガイド体６、７等のガイド手段は、実施例のように複数の鋼管６１を列状に並べる形で１本１本打設施工されなくても差し支えなく、即ち、継手を介して何本かづつ連結された鋼管６１をガイド手段として打ち込み設置していっても良い。また、最初から筒状に組み立てたガイド手段を坑口３ａ、４ａ等の坑口から斜め方向に打設しても構わない。さらに、ガイド手段は、鋼管６１等の鋼製材料によって構成されていなくても良く、樹脂製の素材、或いはＰＣ部材、石材、その他であっても構わない。
【００２０】
さらに、上述した実施例では、斜坑３、４等の斜坑を形成して、その底部コンクリート１０上に発進基地３０を配置させるために、オープンタイプのケーソン５０、５１を用いた例を述べたが、発進基地３０の構築のためには、ケーソン５０、５１以外のケーソンや、或いはその他の地盤支持手段が用いられても差し支えない。図８乃至図１０にその他のケーソン或いはその他の地盤支持手段を用いた斜坑３による発進基地３０の例を示す。なお、図８乃至図１０に示す斜坑３は、紙面の手前側から奥側に向けて所定の勾配αをなす形で形成されている。
【００２１】
ケーソンの別の例としては、図８に示すように、内部に斜坑空間５２ｓが形成されたニューマチックタイプのケーソン５２があり、ケーソン５２の底部には、刃口５２ａによって包囲され、隔壁５２ｂによって斜坑空間５２ｓ側と隔絶された形の作業室５２ｃが設けられている。図８において作業室５２ｃには、ケーソン５２の底部部分として既に底部コンクリート１０が打設されており、従って、ケーソン５２と底部コンクリート１０は斜坑空間５２ｓによって形成された斜坑３の底部からシールド掘削機４５を発進させ得る形で、発進基地３０を構成している。
【００２２】
図８の例の施工手順は、まず、先に述べたと同様のガイド体６を設置し、該ガイド体６をガイド手段としてケーソン５２を、坑口３ａからシールドトンネル４６の形成予定箇所に達するまで沈設し、該沈設後、作業室５２ｃに底部コンクリート１０を打設する。すると、斜坑空間５２ｓの底部は、ニューマチックタイプのケーソン５２によって、ケーソン沈設作業中も高水圧に耐え、その後は底部コンクリート１０によって遮水される形で、的確に支保される。よって、発進基地３０を大深度に構築せんとする場合にも、安全且つ的確な作業が可能である。
【００２３】
さらに、図９には、筒状の地盤支持手段９０を用いて、斜坑３の掘削形成を行った例を示す。地盤支持手段９０は、例えば、遮水性を有する土留め材９を、斜坑３の周囲に筒状に配置する形で地盤２中に斜め方向に打設したものによって、構成されている。こうした地盤支持手段９０を用いても、発進基地３０を的確に構築することが出来る。
即ち、図９に示す例の施工手順は、先に述べたケーソンを用いた発進基地３０の構築手順と同様に、まず地上２ａにおいて既設軌道４１の水平方向に隣接した場所に坑口３ａを設定し、土留め材９からなる地盤支持手段９０を、坑口３ａからシールドトンネル４６の形成予定箇所に向けた形で斜め方向に設置する。これと共に、地盤支持手段９０の底部付近に改良地盤２ｋを形成しておいて、該地盤支持手段９０の内部の地盤２を掘削して、斜坑３を、坑口３ａと該シールドトンネル４６の形成予定箇所を連絡する形で形成する。そして、斜坑３の底部に底部コンクリート１０を打設すると、該底部コンクリート１０上が発進基地３０となる。
従って、ケーソンの設置を行わなくても、斜坑３を形成して、該斜坑３を支保している地盤支持手段９０と、斜坑３の底部に打設された底部コンクリート１０により、発進基地３０を構築することは可能であり、これにより一層簡潔な施工工程で、即ち一層短い工期で発進基地３０を構築することが可能となる。また、必要とされる資材、機材、設備が簡素ですむ。
【００２４】
さらに、図１０には、地盤支持手段９０の内周側に側壁コンクリート１１を現場打設した例を示す。
図１０の施工手順は、図９の例と同様に、地盤支持手段９０を、坑口３ａからシールドトンネル４６の形成予定箇所に向けた形で斜め方向に設置すると共に、地盤支持手段９０の底部付近に改良地盤２ｋを形成しておいて、該地盤支持手段９０の内部の地盤２を掘削して、斜坑３を、坑口３ａと該シールドトンネル４６の形成予定箇所を連絡する形で形成する。その後、底部コンクリート１０を打設し、さらに、側壁コンクリート１１を現場打設する。すると、斜坑３ａの底部に打設された底部コンクリート１０と地盤支持手段９０及び側壁コンクリート１１は、これらによって形成された斜坑３を安定的に支保する形で、発進基地３０が構築完了される。従って、該発進基地３０からシールド掘削機４５を発進させて、シールドトンネル４６の構築を行って後も、斜坑３を、換気塔、駅舎の一部、点検用斜坑、非難通路等として、有用且つ安全に利用出来る。
【００２５】
また上述した各実施例では、既設の地上流通路施設が既設軌道４１である例を説明したが、本発明では、既設の地上流通路施設は地上での人や物の流通路であればその他ものでもよい。
例えば、図１１に示すように、既設の地上流通路施設が、自動車等が流通する既設道路５６であってもよい（なお、この場合図中の番号ＣＴ１は道路中心を示す。）。また、例えば、図１２に示すように、既設の地上流通路施設が、雨水などが流通する既設河川５７であってもよい（なお、この場合図中の番号ＣＴ１は河川中心を示す。）。更にこれらの例以外にも、既設の地上流通路施設が、既設歩道などであってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１記載の発明によれば、既設軌道４１、既設道路５６、既設河川５７等の既設の地上流通路施設の鉛直方向下方に位置する地盤２中に、該既設の地上流通路施設に沿って伸延するシールドトンネル４６を形成するに際し、前記既設の地上流通路施設と水平方向に隣接した場所に坑口３ａ、４ａ等の坑口を設定し、筒状の地盤支持手段９０を、前記坑口から前記シールドトンネル４６の形成予定箇所に向けた形で、斜め方向に設置すると共に、前記地盤支持手段９０の内部の地盤２を掘削して、斜坑３、４等の斜坑を、前記坑口と前記シールドトンネル４６の形成予定箇所を連絡する形で形成し、前記斜坑の底部に底部コンクリート１０を打設して、発進基地３０等のシールド発進基地を構築して、構成したので、シールドトンネル４６の形成予定箇所にシールド発進基地を配置させることが簡潔な施工工程によって容易に出来る。即ち、シールド掘削機４５は既設の地上流通路施設の鉛直方向下方に位置するシールドトンネル４６の形成予定箇所から発進させることが要求されるが、このためのシールド発進基地を構築する際に必要とされる掘削工程は、斜坑の掘削工程だけですみ、掘削方向を途中で変更する必要はない。また、底部コンクリート１０をシールド掘削機４５を据付けるための床版として利用出来るので、シールド発進基地下方に対する遮水対策と、構造体としての床部分の構築が一度に施工されてしまう。また、掘削に際し、既設の地上流通路施設を仮受けする作業は不要である。
また、シールド発進基地の構築に際して地盤安定を図るべき領域は斜坑の周囲だけですみ、さらに、地盤支持手段９０は斜坑掘削に伴う地盤の緩みの発生を極力防止することが出来るので、シールド発進基地の構築に必要とされる地盤改良は小規模なものですむ。
さらに、シールドトンネル４６の形成予定箇所と坑口は、斜坑によって直状に連絡された形となるため、シールド発進時のシールド掘削機４５の底部コンクリート１０上への据付け作業が簡単であり、加えて、シールドトンネル４６構築作業に必要とされる資材、機材等は斜坑を作業坑として利用することにより円滑に搬送される。即ち、立坑及び該立坑に連結された横坑による作業坑（従来のもの）は、資材、機材の搬送方向が途中で向きが変わるため、搬送手段も複数種類必要になるが、本発明のように斜坑を利用すれば、搬送方向が一直線状となるため、何種類もの搬送手段を組み合わせて用いる必要はない。
【００２７】
また、本発明のうち請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記既設の地上流通路施設は既設軌道４１等の既設軌道であることを特徴として、構成されるので、請求項１記載の発明による効果に加えて以下の効果を生む。即ち本発明は、従来の工法の１つである仮受工法、即ち既設軌道を、軌道防護工等により仮受させる形で施工する工法に比べて、次の点で優れている。即ち従来のこの仮受工法では、特に既設軌道が供用中の鉄道路線である場合等は、その仮受けの工程が非常に煩雑なものとなり不都合が生じていたが、本発明ではこの仮受け作業が不要になることにより作業工程が簡潔となり好都合である。また、供用中の鉄道路線である既設軌道が施工前の状態と略同一の状態で使用できるので、従来のように既設軌道が仮受けされることにより列車の徐行運転などが必要となるようなこともなく好都合である。
【００２８】
また、本発明のうち請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記既設の地上流通路施設は既設道路５６等の既設道路であることを特徴として、構成されるので、請求項１記載の発明による効果に加えて以下の効果を生む。即ち本発明は、従来の工法の１つである仮受工法、即ち既設道路を仮受させる形で施工する工法に比べて、次の点で優れている。即ち従来のこの仮受工法では、既設道路を仮受させるという作業を行う場合には、例えば既設道路の路面を鉄板材などにより構成し、該鉄板材を仮受けするという方法をとっていたので、自動車等がこの鉄板材上を通過する際には震動などが生じ、不快感を生む原因になっていた。しかし、本発明ではこの仮受け作業が不要になるため、供用中の既設道路が施工前の状態と略同一の状態で使用できるので（つまり鉄板材等を使用しないので）、従来のように震動が生じて不快感を生むといった不都合がなく好都合である。また、供用中の既設道路が施工前の状態と略同一の状態で使用できるので、自動車の徐行運転などが必要となるようなこともなく好都合である。
【００２９】
また、本発明のうち請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記既設の地上流通路施設は既設河川５７等の既設河川であることを特徴として、構成されるので、請求項１記載の発明による効果に加えて以下の効果を生む。即ち本発明は、従来の工法の１つである仮受工法、即ち既設河川を仮受させる形で施工する工法に比べて、次の点で優れている。即ち従来のこの仮受工法では、既設河川を仮受させるという作業を行う場合には、漏水対策など困難な点が多かった。しかし、本発明ではこの仮受け作業が不要になり、供用中の既設河川が施工前の状態と略同一の状態で使用できるので、漏水対策は不要になり好都合である。また、供用中の既設河川が施工前の状態と略同一の状態で使用できるので、河川流量の不用意な増減などが生じず好都合である。
【００３０】
また、本発明のうち請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記地盤支持手段９０は、前記斜坑の周囲に配置する形の土留め材９からなるようにして構成したので、土留め材からなる地盤支持手段が斜坑の周囲の地盤を土留めすることが出来る。従って、斜坑は土留め材９からなる地盤支持手段９０により一層安定的に支保された空間となり、既設の地上流通路施設下の地盤が斜坑側に崩落することも防止されるので、斜坑を介しての新たなシールドトンネルの構築と、既設の地上流通路施設の供用の両面において、安全性が増大する。また、斜坑周囲の地盤の緩みは地盤支持手段によって一層確実に抑制された形となり、この結果、所望の地盤安定性を得るために必要とされる地盤改良は低減される。
【００３１】
また、本発明のうち請求項６記載の発明は、既設軌道４１、既設道路５６、既設河川５７等の既設の地上流通路施設の鉛直方向下方に位置する地盤２中に、該既設の地上流通路施設に沿って伸延するシールドトンネル４６を形成するに際し、前記既設の地上流通路施設と水平方向に隣接した場所に坑口３ａ、４ａ等の坑口を設定し、ガイド体６、７、８等のガイド手段を、前記坑口３ａ、４ａ等の坑口から前記シールドトンネル４６の形成予定箇所に向けた形で、斜め方向に設置し、内部に斜坑空間５０ｓ、５１ｓ、５２ｓ等の斜坑空間が形成されたケーソン５０、５１、５２等のケーソンを、前記坑口から前記ガイド手段をガイドとする形で前記シールドトンネル４６の形成予定箇所に達するまで沈設し、前記ケーソンの底部に底部コンクリート１０を打設して、発進基地３０等のシールド発進基地を構築して、構成したので、ケーソンの設置によって斜坑空間を、坑口とシールドトンネル４６の形成予定箇所を連絡する形で直状に配置させることが出来る。従って、こうして配置されたケーソンの斜坑空間は、前述した請求項１記載の発明で述べた斜坑として機能する形になるため、該ケーソンの利用によって、シールドトンネル４６の形成予定箇所にシールド発進基地を配置させることが簡潔な施工工程によって容易に出来る。即ち、既設の地上流通路施設下におけるシールド発進基地構築に際して掘削方向の変更や該既設の地上流通路施設の仮受けは不要である。
また、ケーソンは公知のようにその沈設作業を斜坑空間内部で行う形になるため、大規模な地盤改良を必要とせず、さらに、地盤中に配置された斜坑空間はケーソンによって安全に支保された形となるため、シールド発進基地構築並びにその利用に要する地盤改良は小規模なものですむ。
また、ケーソンは、その沈設工程（即ち斜坑側壁部分の構築）と地盤掘削（即ち斜坑内部空間の形成）が同時進行するので、施工効率が良い。さらに、ガイド手段は、ケーソンの沈設時にこれを、坑口からシールドトンネル４６の形成予定箇所に向けて正確に斜め方向にガイドすることが出来るので、ケーソンの沈設姿勢を保持するのが容易であり、従って、ケーソンの設置方向が斜めであることがケーソン沈設作業の障害とならない。
【００３２】
また、本発明のうち請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記既設の地上流通路施設は既設軌道４１等の既設軌道であることを特徴として、構成されるので、請求項６記載の発明による効果に加えて以下の効果を生む。即ち本発明は、従来の工法の１つである仮受工法に比べて、煩雑な仮受け作業が不要になることにより作業工程が簡潔となり好都合である。また、供用中の鉄道路線である既設軌道が施工前の状態と略同一の状態で使用できるので、列車の徐行運転などが必要となるようなこともなく好都合である。
【００３３】
また、本発明のうち請求項８記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記既設の地上流通路施設は既設道路５６等の既設道路であることを特徴として、構成されるので、請求項６記載の発明による効果に加えて以下の効果を生む。即ち本発明は、従来の工法の１つである仮受工法に比べて、仮受け作業が不要になるため、供用中の既設道路が、鉄板材等を使用した仮設路面により形成されるのでなく、施工前の状態と略同一の状態で使用できるので、震動が生じて不快感を生むといった不都合がなく好都合でである。また、供用中の既設道路が施工前の状態と略同一の状態で使用できるので、自動車の徐行運転などが必要となるようなこともなく好都合である。
【００３４】
また、本発明のうち請求項９記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記既設の地上流通路施設は既設河川５７等の既設河川であることを特徴として、構成されるので、請求項６記載の発明による効果に加えて以下の効果を生む。即ち本発明は、従来の工法の１つである仮受工法に比べて、既設河川を仮受させるという作業が不要になり、供用中の既設河川が施工前の状態と略同一の状態で使用できるので、漏水対策は不要になり好都合である。また、供用中の既設河川が施工前の状態と略同一の状態で使用できるので、河川流量の不用意な増減などが生じず好都合である。
【００３５】
また、本発明のうち請求項１０記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記ガイド手段を、前記ケーソンの外周形状に沿って配置される複数の鋼管６１等の柱状部材からなるようにして、構成したので、複数の柱状部材を地盤中に列状に並べて打設することによりガイド手段の設置を行うことが出来る。すると、柱状部材を地盤に打設するのは比較的容易な作業であるため、該柱状部材を複数並べてなるガイド手段であれば、これがケーソンをガイドし得る形となるよう、坑口からシールドトンネル４６の形成予定箇所に向けた形で、斜め方向に打設するのが、作業性良く出来る。
【００３６】
また、本発明のうち請求項１１記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記ガイド体６、８等のガイド手段を、前記ケーソンの外周形状に対応した形で筒状に設置することを特徴として構成したので、ケーソンを、ガイド手段に包囲された地盤中に沈設させることが可能となる。従って、ケーソンは筒状のガイド手段から逸れることなく、一層確実にシールドトンネルの形成予定箇所に向けて斜め方向に沈設設置される。また、ケーソン沈設のために掘削される箇所は、該ケーソン沈設より先に打設された筒状のガイド手段の内方となるため、掘削及びこれに伴うケーソン沈設を一層安全に行うことが出来る。
【００３７】
また、本発明のうち請求項１２記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記ガイド体６等のガイド手段を、前記ケーソンのトンネル形成位置５ｐを除外した形で設置されることを特徴として構成したので、トンネル形成位置５ｐにはガイド手段が配置しない。このため、シールド掘削機４５はその発進時には、ケーソンのトンネル形成位置５ｐを切り破る形で地盤中に掘進していくが、このとき、トンネル形成位置５ｐにガイド手段がないことによって、シールド掘削機４５が円滑に発進することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例により構築中のシールド発進基地における地上部分の平面図である。
【図２】図１のII、II矢視断面図である。
【図３】図２のIII、III矢視断面図である。
【図４】 IV、IV矢視断面図である。
【図５】図４に示すシールド発進基地の別の例を示す断面図である。
【図６】本発明の別の実施例により構築中のシールド発進基地における地上部分の平面図である。
【図７】図６に示すシールド発進基地における地下部分の平断面図である。
【図８】本発明のさらに別の実施例の施工手順を示す図である。
【図９】本発明のさらに別の実施例の施工手順を示す図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施例の施工手順を示す図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施例の施工手順を示す図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施例の施工手順を示す図である。
【図１３】従来の既設軌道下のシールド発進基地の一例を示す断側面図、
【図１４】図１３のXI、XI矢視断面図である。
【図１５】従来の既設軌道下のシールド発進基地の別の例を示す断側面図である。
【図１６】図１５のXIV、XIV矢視断面図である。
【符号の説明】
２……地盤
３、４……斜坑
３ａ、４ａ……坑口
３０……シールド発進基地（発進基地）
４１……既設の地上流通路施設（既設軌道）
５６……既設の地上流通路施設（既設道路）
５７……既設の地上流通路施設（既設河川）
４６……シールドトンネル
９……土留め材
９０……地盤支持手段
６、７、８……ガイド手段（ガイド体）
６１……柱状部材（鋼管）
１０……底部コンクリート
５０、５１、５２……ケーソン
５０ｓ、５１ｓ、５２ｓ……斜坑空間
５ｐ……トンネル形成位置

Claims (12)

1. 既設の地上流通路施設の鉛直方向下方に位置する地盤中に、該既設の地上流通路施設に沿って伸延するシールドトンネルを形成するに際し、
   前記既設の地上流通路施設と水平方向に隣接した場所に坑口を設定し、
   筒状の地盤支持手段を、前記坑口から前記シールドトンネルの形成予定箇所に向けた形で、斜め方向に設置すると共に、
   前記地盤支持手段の内部の地盤を掘削して、斜坑を、前記坑口と前記シールドトンネルの形成予定箇所を連絡する形で形成し、
   前記斜坑の底部に底部コンクリートを打設して、シールド発進基地を構築して構成した、シールド発進基地の構築方法。
2. 前記既設の地上流通路施設は既設軌道であることを特徴とする、請求項１記載のシールド発進基地の構築方法。
3. 前記既設の地上流通路施設は既設道路であることを特徴とする、請求項１記載のシールド発進基地の構築方法。
4. 前記既設の地上流通路施設は既設河川であることを特徴とする、請求項１記載のシールド発進基地の構築方法。
5. 前記地盤支持手段は、前記斜坑の周囲に配置する形の土留め材からなる、請求項１記載のシールド発進基地の構築方法。
6. 既設の地上流通路施設の鉛直方向下方に位置する地盤中に、該既設の地上流通路施設に沿って伸延するシールドトンネルを形成するに際し、
   前記既設の地上流通路施設と水平方向に隣接した場所に坑口を設定し、
   ガイド手段を、前記坑口から前記シールドトンネルの形成予定箇所に向けた形で、斜め方向に設置し、
   内部に斜坑空間が形成されたケーソンを、前記坑口から前記ガイド手段をガイドとする形で前記シールドトンネルの形成予定箇所に達するまで沈設し、
   前記ケーソンの底部に底部コンクリートを打設して、シールド発進基地を構築して構成した、シールド発進基地の構築方法。
7. 前記既設の地上流通路施設は既設軌道であることを特徴とする、請求項６記載のシールド発進基地の構築方法。
8. 前記既設の地上流通路施設は既設道路であることを特徴とする、請求項６記載のシールド発進基地の構築方法。
9. 前記既設の地上流通路施設は既設河川であることを特徴とする、請求項６記載のシールド発進基地の構築方法。
10. 前記ガイド手段は、前記ケーソンの外周形状に沿って配置される複数の柱状部材からなる、請求項６記載のシールド発進基地の構築方法。
11. 前記ガイド手段は、前記ケーソンの外周形状に対応した形で筒状に設置することを特徴とする、請求項６記載のシールド発進基地の構築方法。
12. 前記ガイド手段は、前記ケーソンのトンネル形成位置を除外した形で設置されることを特徴とする、請求項６記載のシールド発進基地の構築方法。

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