JP4076187B2

JP4076187B2 - トンネルの構築方法

Info

Publication number: JP4076187B2
Application number: JP2006111359A
Authority: JP
Inventors: 允人橋弥; 義和木戸
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2018-01-28
Also published as: JP2006233752A

Description

本発明はトンネルの構築方法に関するものであり、特に、小口径トンネルの構築方法に関するものである。

従来、都市部の軟弱地盤に於けるトンネルの構築方法としては、推進工法とシールド工法の２つが代表的な工法として挙げられる。推進工法は、トンネルの発進部に反力受けを設け、該反力受けに元押しジャッキを当接するとともに、元押しジャッキの前方に推進管を設置する。推進管としては一般にヒューム管を使用している。又、ヒューム管の前部にカッタを装着し、元押しジャッキでヒューム管を前方へ押し付けて地山に圧入する。この圧入によってヒューム管内に移入した土砂を排土しつつ、ヒューム管を更に前方へ推進する。

そして、ヒューム管の推進に伴って該ヒューム管の後部に新たなヒューム管を接続して推進する。斯かる動作を繰り返し、元押しジャッキでヒューム管を前方へ推進させてトンネルを構築していく。

一方、シールド工法は、鋼鉄製円筒内にカッタ、推進ジャッキ、セグメント組立機等を装備したシールドマシンを設け、該シールドマシン前部に設けられたカッタを推進ジャッキで土中へ圧入しながら地山を掘削する。そして、該シールドマシン後部に設けられたセグメント組立機により、掘削された地山の表面へセグメントを覆工する。更に、覆工されたセグメントを反力受けとして推進ジャッキを作動し、カッタを前方へ掘進させてトンネルを構築していく。

而して、トンネルの断面積や延長距離、並びに曲率半径や工費等により、前記推進工法とシールド工法の何れか一方を選択している。

前述したように、都市部の軟弱地盤に於けるトンネルの構築方法としては、推進工法とシールド工法の２つが挙げられるが、特に小口径のトンネルでは覆工部材のコスト差が大きく、推進工法に使用するヒューム管に比べてシールド工法に使用するセグメントの方が高価となる。しかし、推進工法ではトンネルの延長距離に限度があり、延長距離の大きいトンネルを構築する場合はシールド工法による施工を取らざるを得ない。

そこで、延長距離が大きく、且つ、小口径のトンネルを構築する際に、覆工部材の費用を縮減し、更にセグメントの覆工を簡単、且つ、正確に実施してコストダウンを図るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、トンネルの発進部に反力受けを設け、該反力受けに元押しジャッキを当接し、元押しジャッキの前方に推進管を設置するとともに、更に推進管の前方にシールドマシンを装着し、先ず、トンネルの発進部近傍では前記元押しジャッキを使用して推進工法にて施工し、推進工法の限界地点に達したときは、前記元押しジャッキの使用を停止してシールドマシンの推進ジャッキを使用し、推進工法からシールド工法に切り換えて施工するトンネルの構築方法に於いて、
上記元押しジャッキの前方にヒューム管を配設し、該ヒューム管の前端部とシールドマシンの推進ジャッキとの間に１乃至数個のセグメントが介装されており、且つ、前記ヒューム管の前端外側面の円周方向へ穿設された溝へ継手の凸部を係合すると共に前記溝に隣接して止水材を埋設してなり、更に、該継手の先端にシール材を介装して前記セグメントの後端外側面に装着し、該継手はヒューム管の外形寸法を超えない形状に形成し、ヒューム管とセグメントの合接面間にクッション材を介装したトンネルの構築方法を提供するものである。

以上説明したように、本発明はトンネルの発進部に近傍では推進工法で施工し、推進工法の限界地点に達したときは推進工法からシールド工法に切り換える。即ち、トンネルの発進部から推進工法の限界地点までの距離は推進管を使用するため、該推進管にヒューム管を使用することにより、安価な費用でトンネルを覆工できる。そして、残りのトンネル区間はシールド工法にて施工するため、延長距離が制限されることはない。
このように、一つのトンネル工事において推進工法とシールド工法とを併用することにより、覆工部材の費用を縮減してコストダウンを図ることができると共に、セグメントとヒューム管とが継手を介して装着され、シール材にてシールされると共に、ヒューム管とセグメントとの合接面間にクッション材を介装したため、双方は正確に且つ無理なく円滑に合接されることができる。
また、上記ヒューム管の前端外側面の円周方向へ穿設された溝へ継手の凸部を係合すると共に前記溝に隣接して止水材を埋設してなり、更に、該継手の先端にシール材を介装して前記セグメントの後端外側面に装着し、加えて、該継手はヒューム管の外径寸法を超えないように装着されているので、前記ヒューム管と前記セグメントが止水されて無理なく合接される。

本発明は、延長距離が大きく、且つ、小口径のトンネルを構築する際に、覆工部材の費用を節約し、更に、セグメントの覆工が簡単、且つ、正確に実施されてコストダウンにも寄与すると云う目的を、トンネルの発進部に反力受けを設け、該反力受けに元押しジャッキを当接し、元押しジャッキの前方に推進管を設置するとともに、更に推進管の前方にシールドマシンを装着し、先ず、トンネルの発進部近傍では前記元押しジャッキを使用して推進工法にて施工し、推進工法の限界地点に達したときは、前記元押しジャッキの使用を停止してシールドマシンの推進ジャッキを使用し、推進工法からシールド工法に切り換えて施工するトンネルの構築方法に於いて、上記元押しジャッキの前方にヒューム管を配設し、該ヒューム管の前端部とシールドマシンの推進ジャッキとの間に１乃至数個のセグメントが介装されており、且つ、前記ヒューム管の前端外側面と、シール材を介して前記セグメントの後端外側面に継手を装着し、ヒューム管とセグメントの合接面間にクッション材を介装したことを特徴とするトンネルの構築方法を提供することによって実現した。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳述する。図１は立坑１０に設けられた比較的小口径のトンネル発進部１１を示し、反力受け１２に元押しジャッキ１３を当接するとともに、元押しジャッキ１３の前方（同図で左方向）にストラット１４及び押輪１５を介装し、その前方に推進管としてのヒューム管１６を設置する。更に、ヒューム管１６の前方にシールドマシン１７を装着する。尚、ヒューム管１６の前端部とシールドマシン１７の推進ジャッキ１８との間には１乃至数個のセグメント１９を介装してある。

図２はヒューム管１６とセグメント１９の合接部分を示し、ヒューム管１６の前端外側面に接続用の継手２０が所々に装着されている。該継手２０の基端には凸部２０ａを設けてあり、ヒューム管１６の外側面の円周方向へ穿設された半円状の溝２１へ前記継手の凸部２０ａを係合させてある。又、この溝２１に隣接して止水材２２が埋設されている。尚、前記継手２０の取付部位は継手の厚みに相当する分だけ凹設されており、継手２０がヒューム管１６の外側面から突出せず、ヒューム管１６の外径寸法を超えないように装着されている。

一方、ヒューム管１６に接続されるセグメント１９の後端外側面には、ヒューム管１６に接近するにつれて外形寸法が漸減するようにテーパー部１９ａが設けられ、前記継手２
０の先端とこのテーパー部１９ａとの間にシール材２３が介装されている。更に、ヒューム管１６とセグメント１９の合接面間にクッション材２４が介装されている。斯くして、前記ヒューム管１６とセグメント１９とが止水されて無理なく合接される。

而して、図１に示した元押しジャッキ１３を伸長して、前記ヒューム管１６の後端部を前方へ押圧すれば、この押圧力がセグメント１９及びシールドマシン１７へ伝達され、前記ヒューム管１６とセグメント１９並びにシールドマシン１７が地山の前方へ移動する。このとき、シールドマシン１７のカッタ２７の隙間から移入した土砂は排土管等の排土装置（図示せず）を使用して地上へ排土される。

そして、元押しジャッキ１３のストローク分だけ前記ヒューム管１６が前方へ移動したときは、元押しジャッキ１３を一旦収縮して新たなストラット１４を挿入し、再び元押しジャッキ１３を伸長して前記ヒューム管１６を更に前方へ推進させる。このように、元押しジャッキ１３を伸縮してストラット１４を順次挿入しながらヒューム管１６を前方へ推進させていき、ヒューム管１６の全長に相当する距離以上推進したときは、元押しジャッキ１３を一旦収縮して前記ストラット１４を取り除き、図示は省略するが、元押しジャッキ１３とヒューム管１６との空間部に新たなヒューム管を挿入する。このとき、既存のヒューム管１６の後端部と新たなヒューム管の前端部を継手にて接続する。そして、再び元押しジャッキ１３で新たなヒューム管の後端部を前方へ押圧する。斯かる動作を繰り返し、推進工法によりトンネルを構築していく。

図３に示すように、新たなヒューム管１６，１６…を接続しながらトンネルを構築していき、推進工法での限界地点に達したときは、前記元押しジャッキ１３の使用を停止する。そして、シールドマシン１７の推進ジャッキ１８を使用し、カッタ２７を回転して地山を掘削する。即ち、推進工法からシールド工法に切り換える。

前述したように、前記ヒューム管１６の前端部と推進ジャッキ１８との間に１乃至数個のセグメント１９を介装してあるため、該セグメント１９はシールド工法に切り換えたときに直ちにシールドマシン１７の掘進反力に対抗し易い。又、予めセグメント１９を介装してあることにより、新たなセグメントの覆工が簡易且つ正確に行われる。

然る後は、図４に示すように、シールド工法にてトンネルの構築を継続していけば、トンネルの延長距離を大きくすることができる。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

図は本発明の実施の形態を示すものである。
トンネルの発進部を示す縦断側面図。ヒューム管とセグメントの合接部分を示す要部縦断側面図。推進工法での限界地点に達したときのトンネルの縦断側面図。シールド工法にて施工を継続したときのトンネルの縦断側面図。

符号の説明

１１トンネルの発進部
１２反力受け
１３元押しジャッキ
１６ヒューム管
１７シールドマシン
１８推進ジャッキ
１９セグメント
２０継手
２２止水材
２３シール材
２４クッション材

Claims

トンネルの発進部に反力受けを設け、該反力受けに元押しジャッキを当接し、元押しジャッキの前方に推進管を設置するとともに、更に推進管の前方にシールドマシンを装着し、先ず、トンネルの発進部近傍では前記元押しジャッキを使用して推進工法にて施工し、推進工法の限界地点に達したときは、前記元押しジャッキの使用を停止してシールドマシンの推進ジャッキを使用し、推進工法からシールド工法に切り換えて施工するトンネルの構築方法に於いて、
上記元押しジャッキの前方にヒューム管を配設し、該ヒューム管の前端部とシールドマシンの推進ジャッキとの間に１乃至数個のセグメントが介装されており、且つ、前記ヒューム管の前端外側面の円周方向へ穿設された溝へ継手の凸部を係合すると共に前記溝に隣接して止水材を埋設してなり、更に、該継手の先端にシール材を介装して前記セグメントの後端外側面に装着し、該継手はヒューム管の外形寸法を超えない形状に形成し、ヒューム管とセグメントの合接面間にクッション材を介装したことを特徴とするトンネルの構築方法。