JP4369627B2

JP4369627B2 - Tunnel construction method and shield excavator used therefor

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Publication number: JP4369627B2
Application number: JP2001040252A
Authority: JP
Inventors: 利光阿曽; 昭栄池田; 俊雄渡辺; 元規細井; 好人南; 紳一寺田; 直樹関山
Original assignee: Komatsu Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: JP2002242585A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、標準坑と拡幅坑の双方を掘進可能なシールド掘削機を用いて、標準トンネルと拡幅トンネルの双方を築造する、トンネルの築造方法及びこれに用いるシールド掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なシールド工法においては、シールド掘削機に設けられた押圧ジャッキ等の推進装置を用いて、後方に順次覆工されたセグメント（覆工材）を押圧し、その反力をシールド掘削機の推力として、掘進しながらシールドトンネルを築造していく。こうしたシールドトンネルは、とりわけ都市部における道路や鉄道等のトンネル築造において重要性が増してきており、ますます長距離掘進、大深度化が求められている。
シールドトンネルでは、その途中で部分的に拡幅されたトンネルが必要となることが多い。例えば地下鉄等の鉄道トンネルの場合は５００ｍ〜１０００ｍ毎に駅部を設けなければならず、また道路トンネルの場合は約５００ｍ毎に非常駐車帯を設けなければならない、といった事情等によるものである。
従来、トンネル内に拡幅部を築造する方法としては、開削工法、所定断面をなす標準坑のシールドトンネルを築造後に部分的にセグメントを取り外して拡幅坑を掘削・覆工する工法、あるいは拡幅坑専用のシールド掘削機を用いる工法、等が実施されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
開削工法においては、地上用地を長期間占有するなど、周辺環境に与える影響が大きく、工事が非常に大規模となってしまう。また、シールドトンネルを築造後に部分的にセグメントを取り外して拡幅坑を掘進・覆工する工法においては、一旦覆工したセグメントを取り外すために無駄が多いとともに、土水圧に対する地盤改良を必要とする。更に、拡幅坑専用のシールド掘削機を用いる工法においては、シールド掘削機の分解、搬送及び組立といった作業を伴わなければならない。このように従来の方法では、多大な労力、工費を要するとともに、工期の長期化を招く結果となっていた。
【０００４】
こうしたことから、最近では、シールド掘削機に拡幅・縮小可能なコピーカッタを設けるとともに、シールド掘削機のスキンプレートの側部を拡幅することで標準坑及び拡幅坑を同時に掘進・覆工する工法が試みられている。この工法では、スキンプレートの側部を拡幅・縮小させて、その内側に、標準坑用のセグメント及び拡幅坑用のセグメントを覆工していき、標準トンネル及び拡幅トンネルを築造していく。この場合、標準トンネルと拡幅トンネルとの境目における止水方法については、課題が残っていた。すなわち、スキンプレートの側部を拡大・縮小させるとほぼ同時に、境目を構成する特殊形状の専用セグメントを覆工させるのであるが、こうした複雑な作業を行う際に、摺動部分の隙間から、シールド掘削機あるいはセグメントの内部に水や土砂が侵入してくることがあった。特に、水圧や土圧が高くなる環境下、例えば大深度下においては、侵入してくる水や土砂は多量となる。その結果、こうした多量の水や土砂を頻繁に地上側へと排出しなければならず、こうした作業に多大な労力や時間を要することとなっていた。特に大深度下では、地上までの距離が長くなることで、非常に困難な作業が伴うこととなり、結果的に工期の長期化あるいは工費の高騰化を招いていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、土圧あるいは水圧が高くなる環境下でも十分な土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保し、標準トンネル及び拡幅トンネルの築造を容易として、工期の短縮及び工費の節減を図ることができるトンネル築造方法を提供すること、を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、シールド本体の前部に支持され、所定断面積の標準坑と拡幅坑とを掘進するカッタと、前記シールド本体の外側部にある筒状のスキンプレートと、該スキンプレートの少なくとも一部を構成し前記拡幅坑の拡幅方向に出没可能とされた拡幅部材と、を備えたシールド掘削機を用いて、前記標準坑及び前記拡幅坑を掘進するとともに、前記スキンプレートあるいは前記拡幅部材の内側に、標準坑用と拡幅坑用の覆工材を順次施工していき、標準トンネルと拡幅トンネルの双方を築造するトンネル築造方法であって、前記拡幅トンネルの築造を開始する際に、前記スキンプレートあるいは前記拡幅部材と前記標準坑用覆工材との間をふさぎ、且つ前記各々の覆工材同士を接続する境界部材を設け、前記境界部材は、前記標準坑用覆工材の先端側に設ける第１の仕切板と、該第１の仕切板の掘進方向前側に該第１の仕切板に対して摺動可能に設け、前記拡幅部材に接して拡幅方向に向けて突出する第２の仕切板と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、シールド本体の前部に支持され、所定断面積の標準坑と拡幅坑とを掘進するカッタと、前記シールド本体の外側部にある筒状のスキンプレートと、該スキンプレートの少なくとも一部を構成し前記拡幅坑の拡幅方向に出没可能とされた拡幅部材と、を備えたシールド掘削機を用いて、前記標準坑及び前記拡幅坑を掘進するとともに、前記スキンプレートあるいは前記拡幅部材の内側に、標準坑用と拡幅坑用の覆工材を順次施工していき、標準トンネルと拡幅トンネルの双方を築造するトンネル築造方法であって、前記拡幅トンネルの築造を開始する際に、前記スキンプレートあるいは前記拡幅部材と前記標準坑用覆工材との間をふさぎ、且つ前記各々の覆工材同士を接続する境界部材を設け、前記拡幅トンネルの築造を開始する直前に設けられる標準坑用覆工材の外周には、前記スキンプレートあるいは前記拡幅部材に当接する止水部材が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、シールド本体の前部に支持され所定断面積の標準坑と拡幅坑とを掘進するカッタと、前記シールド本体の外側部にある筒状のスキンプレートと、該スキンプレートの少なくとも一部を構成し前記拡幅坑の拡幅方向に出没可能とされた拡幅部材と、を備えたシールド掘削機を用いて、前記標準坑及び前記拡幅坑を掘進するとともに、前記スキンプレートあるいは前記拡幅部材の内側に、標準坑用と拡幅坑用の覆工材を順次施工していき、標準トンネルと拡幅トンネルの双方を築造するトンネル築造方法であって、前記拡幅トンネルの築造を終了する際に、前記スキンプレートあるいは前記拡幅部材と前記拡幅坑用覆工材との間をふさぎ、且つ前記各々の覆工材同士を接続する境界部材を設け、前記境界部材は、前記拡幅坑用覆工材の先端側に設ける第１の仕切板と、該第１の仕切板の掘進方向前側に該第１の仕切板に対して摺動可能に設け、前記拡幅部材に接して拡幅方向に向けて突出する第２の仕切板と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、シールド本体の前部に支持され所定断面積の標準坑と拡幅坑とを掘進するカッタと、前記シールド本体の外側部にある筒状のスキンプレートと、該スキンプレートの少なくとも一部を構成し前記拡幅坑の拡幅方向に出没可能とされた拡幅部材と、を備えたシールド掘削機を用いて、前記標準坑及び前記拡幅坑を掘進するとともに、前記スキンプレートあるいは前記拡幅部材の内側に、標準坑用と拡幅坑用の覆工材を順次施工していき、標準トンネルと拡幅トンネルの双方を築造するトンネル築造方法であって、前記拡幅トンネルの築造を終了する際に、前記スキンプレートあるいは前記拡幅部材と前記拡幅坑用覆工材との間をふさぎ、且つ前記各々の覆工材同士を接続する境界部材を設け、前記拡幅トンネルの築造を終了する直前に設けられる拡幅坑用覆工材の外周には、前記スキンプレートあるいは前記拡幅部材に当接する止水部材が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、標準坑用と拡幅坑用の覆工材を順次施工していき、標準トンネルと拡幅トンネルの双方を築造するときに用いられるシールド掘削機であって、シールド本体の前部に支持され、所定断面積の標準坑と拡幅坑とを掘進するカッタと、前記シールド本体の外側部にある筒状のスキンプレートと、該スキンプレートの少なくとも一部を構成し前記拡幅坑の拡幅方向に出没可能とされた拡幅部材と、を備えるとともに、前記拡幅部材を突出させる際には、前記スキンプレートあるいは前記拡幅部材と標準坑用覆工材との間をふさぎ、かつ前記各々の覆工材同士を接続する境界部材が備えられ、前記境界部材は、前記標準坑用覆工材の先端側に設ける第１の仕切板と、該第１の仕切板の掘進方向前側に該第１の仕切板に対して摺動可能に設け、前記拡幅部材に接して拡幅方向に向けて突出する第２の仕切板と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、標準坑用と拡幅坑用の覆工材を順次施工していき、標準トンネルと拡幅トンネルの双方を築造するときに用いられるシールド掘削機であって、シールド本体の前部に支持され、所定断面積の標準坑と拡幅坑とを掘進するカッタと、前記シールド本体の外側部にある筒状のスキンプレートと、該スキンプレートの少なくとも一部を構成し前記拡幅坑の拡幅方向に出没可能とされた拡幅部材と、を備えるとともに、前記拡幅部材を没入させる際には、前記スキンプレートあるいは前記拡幅部材と拡幅坑用覆工材との間をふさぎ、かつ前記各々の覆工材同士を接続する境界部材が備えられ、前記境界部材は、前記拡幅坑用覆工材の先端側に設ける第１の仕切板と、該第１の仕切板の掘進方向前側に該第１の仕切板に対して摺動可能に設け、前記拡幅部材に接して拡幅方向に向けて突出する第２の仕切板と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
このように、境界部材を用いて、スキンプレートあるいは拡幅部材と覆工材との間をふさぎ、且つ各々の覆工材同士を接続するようにしているので、トンネルの拡幅時あるいは縮小時における、シールド掘削機あるいは覆工材の内部への水や土砂の侵入を効果的に抑制することができる。そのため、水圧や土圧の高い環境下においても、トンネルの拡幅あるいは縮小を容易に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るトンネル築造方法の実施の形態について、図１乃至図１７を用いて説明する。
まず、シールド掘削機について説明する。このシールド掘削機１は、図１及び図２に示すように、シールド本体３の前部に支持され、所定断面積の標準坑と拡幅坑とを掘進するカッタ２と、シールド本体３の外側部にある筒状のスキンプレート５と、スキンプレート５に備えられた拡幅部材６と、を備えている。
【００１６】
カッタ２は、略円盤形状をなしカッタヘッドサポート４に回転可能に軸支されるカッタヘッド２ａと、カッタヘッド２ａから出没可能とされたオーバーカッタ装置２ｂと、からなる。
カッタヘッド２ａは、略円盤形状をなし、シールド本体３の掘進方向の前部に回転可能に設けられている。このカッタヘッド２ａは、先端部に設けられたカッタビット（図示省略）が回転することによって、標準坑を掘進するようになっている。カッタヘッド２ａの前面には、標準坑の掘削土砂をシールド本体３内に取り込むための孔（図示省略）が設けられている。
なおここでは、「標準坑」とは、カッタヘッド２ａのみで掘進される、カッタヘッド２ａの外径と略同一の断面積を有する坑を言っているが、例えば扁平断面や矩形断面においては、標準坑をオーバーカッタ装置を用いて掘進する場合もある。すなわち、断面形状にかかわらず、拡幅部材を張り出さない坑が「標準坑」である。
【００１７】
カッタヘッド２ａには、外側部から標準坑を拡幅する方向、すなわち掘進方向と略直交する方向に出没可能とされた、オーバーカッタ装置２ｂが内蔵されている。このオーバーカッタ装置２ｂは棒状をなしており、標準坑のみを掘進する際にはカッタヘッド２ａ内に没入している。そして拡幅坑を掘削する際にはカッタヘッド２ａから突出し、突出方向の軸線回りに回転して、その外周面に設けられたカッタビット（図示省略）によって拡幅坑を掘進できるようになっている。
なおここでは、「拡幅坑」とは、カッタヘッド２ａ及びオーバーカッタ装置２ｂの双方を用いて掘進された部分の坑、つまり拡幅部材を張り出す坑を言う。その他、拡幅坑の拡幅部分の掘削についても、カッタヘッドのオーバーカッタ装置に限らず、カッタヘッド以外に設けた掘削装置等で拡幅部分を掘削してもよいことは勿論である。
また以下において、シールド掘削機１の掘進方向を「前」、その逆側を「後」と称することとする。
【００１８】
スキンプレート５は、シールド本体３と外形及び断面積が略同一となっており、このスキンプレート５の内側には、セグメント（覆工材）が順次覆工されていく。なお「セグメント」とは、後述する標準坑用セグメント、標準坑端部用セグメント、拡幅坑用セグメント及び拡幅坑端部用セグメントを指すものとする。また、標準坑端部用セグメントは標準坑用セグメントの一種であり、拡幅坑端部用セグメントは拡幅坑用セグメントの一種である。
シールド本体３後方のスキンプレート５の内側には、押圧ジャッキ（図示省略）が周方向に複数備えられている。この押圧ジャッキは、掘進軸線方向に伸縮することで、スキンプレート５の内側に順次覆工されていくセグメントを押圧し、その反力でシールド掘削機１を掘進させるものである。
【００１９】
また、スキンプレート５の内側の後部側には、テールパッキン７，７，７が取り付けられており、標準坑と標準坑用セグメント１０との間に存在する水あるいは土砂がスキンプレート５内に侵入することを防止するように、すなわち土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保できるようになっている。ここでは、テールパッキン７を３段設けるようにしているが、シールド掘削機１にかかる土圧あるいは水圧の程度によっては、２段としても差し支えなく、適宜段数を変更すればよい。
【００２０】
拡幅部材６は、図７（ｃ）あるいは図８（ｂ）に示すように、側部プレート（第１の拡幅プレート）６ａと、側部プレート６ａの上側縁部及び下側縁部に各々連なるように設けられる、上部プレート（第２の拡幅プレート）６ｂ及び下部プレート（第３の拡幅プレート）６ｃと、側部プレート６ａの前側縁部に連なるように設けられる前部プレート（第４の拡幅プレート）６ｄと、から構成されるものである。
側部プレート６ａは、標準坑のみを掘進する際には、スキンプレート５と略面一となってスキンプレート５の一部をなすとともに、拡幅坑を掘進する際には、スキンプレート５の外方に突出してスキンプレート５と略平行に配置されるものである。
上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃは、拡幅坑を掘進する際に、スキンプレート５から突出する側部プレート６ａの上側縁部及び下側縁部に各々連なるように設けられて、側部プレート６ａの上側縁部及び下側縁部とスキンプレート５とを連結するものである。これら上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃは、各々側部プレート６ａよりも後端部側が若干短くなっている。また、前部プレート６ｄは、拡幅坑を掘進する際に、スキンプレート５から突出する側部プレート６ａの前側縁部に連なるように設けられて、側部プレート６ａの前側縁部とスキンプレート５とを連結するものである。
なお、これら上部プレート６ｂ、下部プレート６ｃあるいは前部プレート６ｄは、シールド掘削機１が標準坑のみを掘進する際には、側部プレート６ａから取り外されており、拡幅坑を掘進する際に組み立てられるようになっている。
【００２１】
次に、このシールド掘削機１を用いたトンネル築造方法について説明する。
このトンネル築造方法は、第１の標準トンネル築造工程と、標準トンネル拡幅工程と、拡幅トンネル築造工程と、拡幅トンネル縮小工程と、第２の標準トンネル築造工程と、からなる。
【００２２】
まず、「第１の標準トンネル築造工程」として、図１に示すように、標準坑を掘進するとともに、スキンプレート５の内側に標準坑用セグメント１０を覆工して、標準坑内に標準トンネルを築造していく。
標準坑を掘進する際には、スキンプレート５、及びこれと一体となってその一部をなしている側部プレート６ａとが、断面視略円筒状となるようにしておき、その内側に、順次標準坑用セグメント１０を組み立てて覆工していく。
最前部に覆工された標準坑用セグメント１０を、押圧ジャッキによって順次押圧していくことで、その反力によってシールド掘削機１は掘進方向に押圧されて、シールド掘削機１は掘進していく。すなわち、シールド掘削機１が掘進するに従い、その後方の標準坑は順次標準坑用セグメント１０によって覆工されていき、標準トンネルが築造されていく。
【００２３】
このとき、スキンプレート５の後部側には、テールパッキン７，７，７が取り付けられており、標準坑用セグメント１０と摺動するようになっているので、これらテールパッキン７，７，７によって、スキンプレート５の内側と標準坑との間を止水等しながら、標準トンネルが築造されていく。
【００２４】
次に「標準トンネル拡幅工程」として、標準トンネルを拡幅するように拡幅坑の掘進を開始するとともに、標準坑端部用セグメント、境界部材及び拡幅坑用セグメントを覆工して、拡幅トンネルの築造を開始する。
拡幅坑の掘進を開始する際には、図２（ａ）に示すように、オーバーカッタ装置２ｂをカッタヘッド２ａから突出させ、標準坑を掘進しながら、標準坑の左右両側に拡幅坑を掘進していく。このとき、拡幅坑の掘進に併せて、掘削土砂を取り込んでいく（図示省略）。
【００２５】
そして、標準坑の端部をなすセグメントとして、標準坑端部用セグメント１１を覆工する。この標準坑端部用セグメント１１は、図３に示すように、止水部材１３を備えている点が、標準坑用セグメント１０と異なっている。
この止水部材１３は、標準坑端部用セグメント１１のセグメント本体１２の周囲にわたって設けられており、複数の拡径パッキン１３ａと、拡径パッキン１３ａを押圧する押圧部材としての複数のボルト１３ｂと、から構成されている。
【００２６】
拡径パッキン１３ａは、各々の前方側を、回動可能なようにセグメント本体１２の外周側に取り付けられている略平板状の部材であり、後方側が、セグメント本体１２に対して接近・離間可能となって、セグメント本体１２の外周側を拡径できるようになっている。また、ボルト１３ｂは、拡径パッキン１３ａと同数設けられており、セグメント本体１２の内周側から外周側までを貫通するねじ孔に螺合されて、その先端部で拡径パッキン１３ａを押圧できるようになっている。標準坑端部用セグメント１１の覆工時には、各々のボルト１３ｂをセグメント本体１２内側に後退させて、拡径パッキン１１ａをセグメント本体１２に収納しておき、セグメント本体１２の外周面と拡径パッキン１３ａの外面とが略面一となるようにしておく。
なお、押圧部材としては、ボルトに限定されるものではなく、例えば、流体を充填することによって膨らむチューブ状のものでもよい。また、止水部材１３自体をチューブ状のものにして、流体を充填するようにしてもよい。
【００２７】
標準坑端部用セグメント１１の前部に、標準坑用セグメント１０ａを覆工する。この標準坑用セグメント１０ａは、標準坑用セグメント１０と同一の部材であるが、テールパッキン７，７，７を用いて土砂侵入防止機能あるいは止水性を行うため、及びシールド掘削機１を掘進させるために、一時的に覆工されるものであって、標準トンネルを構成するためのものではない。そのため、標準トンネルを構成するための標準坑用セグメント１０とは異なる符号を付している。
この標準坑用セグメント１０ａを押圧してシールド掘削機１を掘進させ、スキンプレート５の後端部側が止水部材１３の位置まで達したところで、シールド掘削機１を一旦停止させる。このとき、標準坑用セグメント１０ａとスキンプレート５との間は、テールパッキン７，７，７とによって土砂侵入防止機能あるいは止水性が確保されている。
【００２８】
こうしておいて、標準坑端部用セグメント１１の各々のボルト１３ｂを回転させて拡径パッキン１３ａを押圧し、拡径パッキン１３ａをセグメント本体１２から外周側に張り出させて、拡径パッキン１３ａの後端部側がスキンプレート５に当接・押圧される状態まで拡径させる。こうして、スキンプレート５内への水あるいは土砂の侵入は防止される。これで、スキンプレート５への土砂侵入防止機能あるいは止水性は確保できるので、図４に示すように、標準坑用セグメント１０ａを解体撤去する。
【００２９】
次に、標準トンネルの前端側、すなわち標準坑端部用セグメント１１の前端側に、境界部材２０を取り付ける。この境界部材２０は、標準トンネルと拡幅トンネルとの境界をなすとともに、スキンプレート５あるいは拡幅部材６と標準坑用セグメントとの間をふさぎ、セグメント同士を接続して、水や土砂の侵入を防止するものである。セグメントとは別の材料、すなわちコンクリート以外の例えば鋼や鋼等の金属により構成されている。
境界部材２０は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、標準坑端部用セグメント１１の前側側部に取付固定される、セグメント側仕切板（第１の仕切板）２１，２１及び上下仕切板（第１の仕切板）２３，２３と、これらセグメント側仕切板２１，２１及び上下仕切板２３，２３の双方と摺動可能に設けられる、拡幅部仕切板（第２の仕切板）２２，２２と、から構成されるものである。
なお、拡幅部仕切板２２は、土圧がかかる部分となるため、それに耐え得るような剛性を持たせる必要がある。
また、上下仕切板２３は、拡幅部仕切板が摺動可能となっていれば、拡幅部仕切板に取り付けてもよいし、セグメント側仕切板と厚さを同じとしてセグメント側仕切板と一体にしてもよい。この一体としたときには、拡幅部仕切板と略同厚の上下仕切板を別途に設けることとなる。
【００３０】
先ず、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、標準坑端部用セグメント１１の前端側に、セグメント側仕切板２１，２１を取り付ける。これらセグメント側仕切板２１，２１は、拡幅部仕切板２２，２２と摺動する部分に設けられ、摺動部分における土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保するためのものである。
【００３１】
そして、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、セグメント側仕切板２１，２１の前側に、拡幅部仕切板２２，２２を、各々のセグメント側仕切板２１，２１と密接配置となるように取り付ける。これら拡幅部仕切板２２，２２は、標準坑端部用セグメント１１と拡幅部材６との間の土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保しながら、拡幅部材６と一体的に拡幅坑に向けて突出するとともに、拡幅トンネルにおける拡幅部分の一方の端部を形成するためのものである。
【００３２】
次に、図６（ａ）、図６（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、側部プレート６ａ，６ａの内側に、上部プレート６ｂ、下部プレート６ｃ及び前部プレート６ｄを各々取り付け固定して、拡幅部材６，６を組み立てる。このとき、側部プレート６ａ、上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃと、拡幅部仕切板２２とは、これらの間の止水等が確保できるように密接配置させるか、連結させておく。
またこのとき、図示省略するが、上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃには、テールパッキン７，７，７に対応する位置に、同様のテールパッキン７，７，７を取り付けておき、拡幅トンネル築造時の止水等を確保できるようにしておく。
なお、このテールパッキン７，７，７の取り付けは、拡幅部材６の拡幅後に行ってもよい。
【００３３】
次に、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、標準坑端部用セグメント１１の前端側の、上部プレート６ｂよりも上側と下部プレート６ｃよりも下側との各々に、上下仕切板２３，２３を取付固定する。これら上下仕切板２３，２３は、後述する拡幅坑用セグメント２０が覆工された際に、標準坑端部用セグメント１１と拡幅坑用セグメント２０との間に間隙が生じるのを防止し、土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保するためのものである。そのため、この上下仕切板２３，２３の前後方向の厚みは、セグメント側仕切板２１と拡幅部仕切板２２とを合わせた厚みと、ほぼ同一となっており、各々上部プレート６ｂあるいは下部プレート６ｃと密接配置されるようになっている。
このように、境界部材２０、すなわちセグメント側仕切板２１、拡幅部仕切板２２及び上下仕切板２３によって、標準トンネル端部側の土砂侵入防止機能あるいは止水性は確保されることとなる。
【００３４】
そして、図８に示すように、拡幅部材６，６と拡幅部仕切板２２，２２とを一体的に突出させる。このとき、拡幅部仕切板２２，２２は、セグメント側仕切板２１，２１及び上下仕切板２３，２３の双方に対して密着しながら摺動し、また拡幅部材６，６は、上下仕切板２３，２３に対して密着しながら摺動する。そのため、これら摺動部分における土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保できる。図８に示す所定位置まで突出させたら、この位置で、拡幅部材６とスキンプレート５とを連結・固定するとともに、拡幅部仕切板２２をセグメント側部仕切板２１及び上下仕切板２３，２３と連結・固定する。
【００３５】
次に、「拡幅トンネル築造工程」として、拡幅坑を掘進しながら、スキンプレート５及び拡幅部材６の内側に、拡幅坑用セグメントを覆工していき、拡幅トンネルを築造していく。
先ず、図９に示すような拡幅坑用セグメント３０を、拡径部仕切板２２，２２に連なるように覆工する。こうすることで、拡幅坑用セグメント３０と、スキンプレート５及び拡幅部材６との間は、テールパッキン７，７，７によって土砂侵入防止機能あるいは止水性が確保されることとなる。
なお、側部プレート６ａ、上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃと、拡幅部仕切板２２とが連結されている場合は、拡幅坑用セグメント３０の覆工前に、予め切り離しておく。
【００３６】
この状態で、図１０に示すように、拡幅坑用セグメント３０を更に覆工し、この拡幅坑用セグメント３０を押圧ジャッキによって押圧する。なお実際には、図１０（ｂ）に示すように、拡幅坑用セグメント３０のうち拡幅部分の内側には、スペーサ３０ａが一体に取付・固定されて、拡幅坑用セグメントの一部をなしている。このスペーサ３０ａを押圧ジャッキ８で押圧することで、シールド掘削機１は反力を得て掘進できるようになっている。この他の図においては、スペーサ３０ａの図示は省略する。
【００３７】
押圧ジャッキが、掘進方向最前部に覆工された拡幅坑用セグメント３０を順次押圧し、その反力でシールド掘削機１を掘進方向に押圧することで、図１１に示すように、シールド掘削機１は掘進していく。すなわち、シールド掘削機１が掘進するに従い、その後方の拡幅坑は順次拡幅坑用セグメント３０によって覆工されていき、拡幅トンネルが築造されていく。
なお、スペーサ３０ａは、シールド掘削機１の掘進に伴って、後方側のものから順次拡幅坑用セグメント３０より取り外していく。この取り外しは、シールド掘削機１が所定距離だけ離間し、当該スペーサ３０ａによって反力を取る必要がなくなったときに行う。
【００３８】
所定の距離だけ拡幅トンネルを築造したら、次に「拡幅トンネル縮小工程」として、拡幅トンネルを縮小して拡幅坑の掘進を終了するとともに、拡幅坑端部用セグメント、境界部材及び標準坑用セグメントを覆工して、拡幅トンネルの築造を終了して標準トンネルの築造に戻す。
拡幅坑の掘進を終了する際には、図１２に示すように、オーバーカッタ装置２ｂをカッタヘッド２ａに没入させ、拡幅坑内の掘削土砂の取り込みが終了した時点で土砂取り込み装置４もシールド本体３内に没入させる。すなわち、ここからはまた標準坑の掘進に戻る。
【００３９】
そして、拡幅坑の端部をなすセグメントとして、拡幅坑端部用セグメント３１を覆工する。この拡幅坑端部用セグメント３１は、図１２に示すように、止水部材３３を備えている点が、拡幅坑用セグメント３０と異なっている。
この止水部材３３は、拡幅坑端部用セグメント３１のセグメント本体３２の周囲にわたって設けられており、複数の拡径パッキン１３ａと、複数のボルト１３ｂとから構成されている。これら拡径パッキン１３ａとボルト１３ｂとは、図３において示したものと同一の部材である。すなわち、止水部材３３は、標準坑端部用セグメント１１に備えられた止水部材１３を、拡幅坑用セグメントに適用させたものであり、図３に示したものに限らず、標準坑端部用セグメント１１の止水部材１３と同様に、種々の構成を採用し得る。
【００４０】
拡幅坑端部用セグメント３１の前部に、拡幅坑用セグメント３０ａを覆工する。この拡幅坑用セグメント３０ａは、拡幅坑用セグメント３０と同一の部材であるが、テールパッキン７，７，７を用いて土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保するため、及びシールド掘削機１を掘進させるために、一時的に覆工されるものであって、拡幅トンネルを構成するためのものではない。そのため、拡幅トンネルを構成するための拡幅坑用セグメント３０とは異なる符号を付している。
この拡幅坑用セグメント３０ａを押圧してシールド掘削機１を掘進させ、スキンプレート５及び拡幅部材６の後端部側が止水部材３３の位置まで達したところで、シールド掘削機１を一旦停止させる。このとき、拡幅坑用セグメント３０ａと、スキンプレート５及び拡幅部材６との間は、テールパッキン７，７，７とによって止水されている。
【００４１】
こうしておいて、拡幅坑端部用セグメント３１の各々のボルト１３ｂを回転させて拡径パッキン１３ａを押圧し、拡径パッキン１３ａをセグメント本体３２から外周側に張り出させて、拡径パッキン１３ａの後端部側がスキンプレート５及び拡幅部材６に当接・押圧される状態まで拡径させる。こうして、スキンプレート５及び拡幅部材６内への水あるいは土砂の侵入は防止される。これで、土砂侵入防止機能あるいは止水性は確保できるので、図１３に示すように、拡幅坑用セグメント３０ａを解体撤去する。
またこのとき、テールパッキン７，７，７のうち、最後部のテールパッキン７を一時的に取り外しておくこともある。これは、後述する境界部材４０を取り付ける際に、その厚みによる影響を避けるようにするためである。
【００４２】
次に、拡幅トンネルの前端側、すなわち拡幅坑端部用セグメント３１の前端側に、境界部材４０を取り付ける。この境界部材４０は、拡幅トンネルと標準トンネルとの境界をなすとともに、スキンプレート５あるいは拡幅部材６と拡幅坑用セグメントとの間をふさぎ、セグメント同士を接続して、水や土砂の侵入を防止するものである。セグメントとは別の材料、すなわちコンクリート以外の例えば鋼や鋼等の金属により構成されている。
境界部材４０は、図１５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、拡幅坑端部用セグメント３１の前側側部に取付固定される、セグメント側仕切板（第１の仕切板）４１及び上下仕切板（第１の仕切板）４３，４３と、これらセグメント側仕切板４１及び上下仕切板４３，４３の双方と摺動可能に設けられる、本体側仕切板（第２の仕切板）４２，４２と、から構成されるものである。
【００４３】
先ず、図１４に示すように、拡幅坑端部用セグメント３１の前端側に、セグメント側仕切板４１を取り付ける。これらセグメント側仕切板４１は、本体側仕切板４２，４２と摺動する部分に設けられ、摺動部分における土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保するとともに、拡幅トンネルにおける拡幅部分の他方の端部を形成するためのものである。
【００４４】
そして、セグメント側仕切板４１の前側に、本体側仕切板４２，４２を、各々のセグメント側仕切板４１，４１と密接配置となるように取り付ける。これら本体側仕切板４２，４２は、セグメント側仕切板４１と拡幅部材６との間の土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保しながら、拡幅部材６と一体的にスキンプレート５内に没入するものである。すなわち、本体側仕切板４２と、側部プレート６ａ、上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃとは、密接配置された状態となっている。
【００４５】
また、セグメント側仕切板４１の前端側の、上部プレート６ｂよりも上側と下部プレート６ｃよりも下側との各々に、上下仕切板４３，４３を取付固定する。これら上下仕切板４３，４３は、後述する標準坑用セグメント１０が覆工された際に、拡幅坑端部用セグメント３１と標準坑用セグメント１０との間に間隙が生じるのを防止し、土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保するためのものである。そのため、これら上下仕切板４３，４３の前後方向の厚みは、本体側仕切板４２，４２の厚みと略同一となっており、各々上部プレート６ｂあるいは下部プレート６ｃと密接配置されるようになっている。
このように、境界部材４０、すなわちセグメント側仕切板４１、本体側仕切板４２及び上下仕切板４３によって、拡幅トンネル端部側の土砂侵入防止機能あるいは止水性は確保されることとなる。
【００４６】
次に図１５に示すように、シールド掘削機１を若干量だけ掘進させて、拡幅部材６，６の後端部側を、拡幅坑端部用セグメント３１の位置から、本体側仕切板４２，４２の位置まで移動させる。こうすることで、拡幅部材６，６は、本体側仕切板４２，４２とともに、スキンプレート５に没入可能となる。このとき、本体側仕切板４２，４２によって、拡幅坑と、スキンプレート５及び拡幅部材６，６との間は止水等されている。
【００４７】
そして、図１６に示すように、拡幅部材６，６と本体側仕切板４２，４２とを一体的にスキンプレート５内に没入させる。このとき、本体側仕切板４２，４２は、セグメント側仕切板４１及び上下仕切板４３，４３の双方に対して密着しながら摺動し、また拡幅部材６，６は、上下仕切板４３，４３に対して密着しながら摺動する。そのため、これら摺動部分における土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保できる。
側部プレート６ａがスキンプレート５と略面一となるまで没入させたら、この位置で、側部プレート６ａとスキンプレート５とを連結・固定するとともに、本体側仕切板４２、４２をセグメント側部仕切板４１及び上下仕切板４３，４３と連結・固定する。
【００４８】
次に、図１７に示すように、側部プレート６ａ，６ａから、上部プレート６ｂ、下部プレート６ｃ及び前部プレート６ｄを各々取り外して、拡幅部材６，６を解体撤去する。このとき、上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃのうち、本体側仕切板４２と密着している部分のみを残置させて、土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保できるようにしておく。
なお、境界部材４０を構成するセグメント側仕切板４１、本体側仕切板４２，上下仕切板４３を、境界部材２０における各仕切板と同様の構成とし得ることは、勿論である。
【００４９】
ここで、最後部のテールパッキン７が取り外されていれば、もとの位置に再び取り付けて、テールパッキン７，７，７を３段の状態に戻しておく。
【００５０】
ここから、「第２の標準トンネル築造工程」として、標準坑を掘進するとともに、境界部材４０に連なるように標準坑用セグメント１０を覆工していき、再び標準坑内に標準トンネルを築造していく。
ここからは、スキンプレート５の後部側に取り付けられたテールパッキン７，７，７によって、土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保しながら、再び標準トンネルが築造されていく。
【００５１】
本実施形態に係るトンネル築造方法及びこれに用いるシールド掘削機においては、標準トンネル拡幅工程で、標準坑端部用セグメント１１の前端側に境界部材２０を設けて、標準トンネルと拡幅トンネルとの境界をなすとともに、スキンプレート５あるいは拡幅部材６と標準坑用セグメントとの間をふさぎ、セグメント同士を接続して、水や土砂の侵入を防止するようにしている。また、拡幅トンネル縮小工程で、拡幅坑端部用セグメント３１の前端側に境界部材４０を設けて、拡幅トンネルと標準トンネルとの境界をなすとともに、スキンプレート５あるいは拡幅部材６と拡幅坑用セグメントとの間をふさぎ、セグメント同士を接続して、水や土砂の侵入を防止するようにしている。
そのため、トンネルの拡幅時あるいは縮小時における、シールド掘削機１あるいはセグメントの内部への水や土砂の侵入を、効果的に防止することができ、水圧あるいは土圧が高くなる環境下、例えば大深度下においても十分な土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保できる。そのため、地上側へと排出しなければならない水あるいは土砂の量を非常に少なくすることができ、トンネルの拡幅あるいは縮小を容易に行うことができ、工期の短縮及び工費の節減を図ることができる。
【００５２】
また、境界部材２０を、セグメント側に固定されるセグメント側仕切板２１及び上下仕切板２３と、これらに対して摺動する拡大部仕切板２２と、から構成するようにしている。更に、境界部材４０を、セグメント側に固定されるセグメント側仕切板４１及び上下仕切板４３と、これらに対して摺動する本体側仕切板４２と、から構成するようにしている。
このように、板状体同士を摺動させるので、摺動部分の面積を大きくでき、簡易な構成でより確実に土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保することができる。なお、これらの部材を、セグメントとは別材料、例えば鉄や鋼等の金属で構成するようにすれば、摺動時の耐摩擦性を向上させて、信頼性、耐久性を更に高いものとできる。
更に、従来必要であった特殊形状の専用セグメントを不要とでき、セグメントを構成する部材の種類を減らすことができ、トンネル築造作業をより容易とできるとともに、部材の品質管理等を容易とできる。
【００５３】
なお、本実施形態はあくまでも一つの例示であって、本発明の趣旨を逸脱しない限り、本実施形態に限定されずに如何なる形態を採用し得ることは、言うまでもない。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るトンネル築造方法及びこれに用いるシールド掘削機によれば、土圧あるいは水圧が高くなる環境下でも十分な土砂侵入防止機能あるいは止水性を確保し、標準トンネル及び拡幅トンネルの築造を容易として、工期の短縮及び工費の節減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネル築造方法の一実施形態を示す図であって、（ａ）は第１の標準トンネル築造工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図２】同じく、（ａ）は標準トンネル拡幅工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図３】本発明に係るトンネル築造方法の一実施形態において用いる、標準坑端部用セグメントを示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図４】本発明に係るトンネル築造方法の一実施形態を示す図であって、標準トンネル拡幅工程を示す部分断面図である。
【図５】同じく、（ａ）は標準トンネル拡幅工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図６】同じく、（ａ）は標準トンネル拡幅工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図７】同じく、（ａ）は標準トンネル拡幅工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図８】同じく、（ａ）は標準トンネル拡幅工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図９】同じく、（ａ）は拡幅トンネル築造工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図１０】同じく、（ａ）は拡幅トンネル築造工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図１１】同じく、（ａ）は拡幅トンネル築造工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図１２】同じく、拡幅トンネル縮小工程を示す部分断面図である。
【図１３】同じく、拡幅トンネル縮小工程を示す部分断面図である。
【図１４】同じく、拡幅トンネル縮小工程を示す部分断面図である。
【図１５】同じく、（ａ）は拡幅トンネル縮小工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図１６】同じく、拡幅トンネル縮小工程を示す部分断面図である。
【図１７】同じく、（ａ）は第２の標準トンネル築造工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
【符号の説明】
１シールド掘削機
２カッタ
２ａカッタヘッド
２ｂオーバーカッタ装置
３シールド本体
４カッタヘッドサポート
５スキンプレート
６拡幅部材
６ａ側部プレート
６ｂ上部プレート
６ｃ下部プレート
６ｄ前部プレート
７テールパッキン
１０，１０ａ標準坑用セグメント（セグメント、覆工材）
１１標準坑端部用セグメント（セグメント、覆工材）
１３止水部材
２０境界部材
２１セグメント側仕切板（第１の仕切板）
２２拡幅部仕切板（第２の仕切板）
２３上下仕切板（第１の仕切板）
３０，３０ａ拡幅坑用セグメント（セグメント、覆工材）
３１拡幅坑端部用セグメント（セグメント、覆工材）
３３止水部材
４０境界部材
４１セグメント側仕切板（第１の仕切板）
４２本体側仕切板（第２の仕切板）
４３上下仕切板（第１の仕切板）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tunnel construction method for constructing both a standard tunnel and a widening tunnel using a shield excavator capable of excavating both a standard mine and a widening mine, and a shield excavator used therefor.
[0002]
[Prior art]
In a general shield method, a propulsion device such as a pressure jack provided on a shield excavator is used to press the segments (lining material) that are sequentially lined backward, and the reaction force is applied to the shield excavator. As a thrust, we will build shield tunnels while digging. Such shield tunnels are becoming increasingly important especially in the construction of tunnels such as roads and railways in urban areas, and further long-distance excavation and deepening are required.
Shield tunnels often require a partially widened tunnel along the way. For example, in the case of a railway tunnel such as a subway, a station portion must be provided every 500 m to 1000 m, and in the case of a road tunnel, an emergency parking zone must be provided about every 500 m.
Conventional methods for building widened sections in tunnels include excavation methods, methods for excavating and lining the widened pits by partially removing segments after building a standard mine shield tunnel with a predetermined cross section, or for widened pits only. A construction method using a shield excavator was implemented.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The open-cut method has a large impact on the surrounding environment, such as occupying the land for a long period of time, and the construction becomes very large. Moreover, in the construction method in which the segment is partially removed after the shield tunnel is built and the widening pit is excavated and covered, it is wasteful to remove the once covered segment, and ground improvement against soil pressure is required. Furthermore, in the construction method using the shield excavator dedicated to the widening pit, operations such as disassembly, transportation and assembly of the shield excavator must be accompanied. As described above, the conventional method requires a great deal of labor and cost and leads to a prolonged construction period.
[0004]
For this reason, recently, a copy excavator that can be expanded and contracted is installed on the shield excavator, and the side of the skin plate of the shield excavator is widened to simultaneously excavate and cover the standard and widening shafts. Has been tried. In this method, the side portion of the skin plate is widened / reduced, and the standard mine segment and the widening pit segment are covered on the inner side, thereby constructing the standard tunnel and the widening tunnel. In this case, a problem remained with regard to the water stopping method at the boundary between the standard tunnel and the widening tunnel. In other words, when the side of the skin plate is enlarged / reduced, almost exclusively the special-shaped segment that forms the boundary is lined up. Water and earth sometimes entered the excavator or segment. In particular, in an environment where water pressure or earth pressure is high, for example, at a deep depth, a large amount of water or earth and sand enters. As a result, such a large amount of water and earth and sand had to be frequently discharged to the ground side, and such work required a lot of labor and time. Particularly at deeper depths, the distance to the ground becomes longer, which is accompanied by extremely difficult work. As a result, the construction period is prolonged or the construction cost is increased.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and ensures sufficient sediment prevention function or water stoppage even in an environment where earth pressure or water pressure is high, making it easy to construct a standard tunnel and a widening tunnel, An object is to provide a tunnel construction method capable of shortening and reducing construction costs.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is supported by the front portion of the shield body, and digs a standard pit and a widening pit having a predetermined cross-sectional area, a cylindrical skin plate on the outer side of the shield body, And using the shield excavator comprising at least a part of the skin plate and extending and retracting in the widening direction of the widening pit, and excavating the standard pit and the widening pit, and the skin plate Alternatively, a tunnel construction method for constructing both a standard tunnel and a widening tunnel by sequentially constructing a lining material for a standard mine and a widening pit inside the widening member, and starting the construction of the widening tunnel A boundary member that plugs between the skin plate or the widening member and the lining material for the standard mine and connects the lining materials to each other. And the boundary member is slidable with respect to the first partition plate on the front side in the digging direction of the first partition plate and the first partition plate provided on the front end side of the standard lining material And a second partition plate that is in contact with the widening member and protrudes in the widening direction. It is characterized by that.
[0008]
Claim 2 The invention described in A cutter supported by the front part of the shield body and extending through a standard pit and a widening pit having a predetermined cross-sectional area, a cylindrical skin plate on the outer side of the shield body, and constituting at least a part of the skin plate The standard excavator and the widening pit are excavated using a shield excavator provided with a widening member capable of appearing and retracting in the widening direction of the widening pit, and the standard inside the skin plate or the widening member. A tunnel construction method for constructing both a standard tunnel and a widening tunnel by sequentially constructing a lining material for a mine and a widening mine, when the construction of the widening tunnel is started, the skin plate or the Blocking between the widening member and the standard mine lining material, and providing a boundary member for connecting the respective lining materials, A water stop member that contacts the skin plate or the widening member is provided on the outer periphery of the standard mine lining material provided immediately before the construction of the widening tunnel is started.
[0009]
Claim 3 The invention described in (1) includes a cutter that is supported by the front portion of the shield body and advances a standard well and a widening shaft having a predetermined cross-sectional area, a cylindrical skin plate on the outer side of the shield body, and at least one of the skin plates. The standard well and the widening pit are excavated using a shield excavator comprising a part of the widening member that is partly configured and can be projected and retracted in the widening direction of the widening pit, and the skin plate or the widening member Is a tunnel construction method in which the lining material for the standard mine and the widening pit is sequentially constructed, and both the standard tunnel and the widening tunnel are constructed, and when the construction of the widening tunnel is finished, A boundary member that plugs between the skin plate or the widening member and the lining material for the widening pit, and connects the lining materials to each other. And the boundary member is slidable with respect to the first partition plate on the front side in the digging direction of the first partition plate and the first partition plate provided on the front end side of the lining material for the widening pit And a second partition plate that is in contact with the widening member and protrudes in the widening direction. It is characterized by that.
[0011]
Claim 4 The invention described in A cutter supported by the front portion of the shield body and digging through a standard pit and a widening pit having a predetermined cross-sectional area, a cylindrical skin plate on the outer side of the shield body, and constituting at least a part of the skin plate, The standard well and the widening pit are excavated using a shield excavator provided with a widening member capable of appearing and retracting in the widening direction of the widening pit, and the standard pit is provided inside the skin plate or the widening member. Is a tunnel construction method for constructing both the standard tunnel and the widening tunnel, and when the construction of the widening tunnel is finished, the skin plate or the widening Blocking between the member and the lining material for the widening pit, and providing a boundary member for connecting the respective lining materials, A water stop member that contacts the skin plate or the widening member is provided on the outer periphery of the widening lining material provided immediately before the construction of the widening tunnel is completed.
[0012]
Claim 5 The invention described in the above is a shield excavator that is used when constructing both the standard tunnel and the widening tunnel by sequentially constructing the lining material for the standard mine and the widening pit, and the front part of the shield body Supported by a cutter for digging a standard pit and a widening pit having a predetermined cross-sectional area, a cylindrical skin plate on the outer side of the shield body, and forming at least a part of the skin plate to widen the widening pit A widening member that can be projected and retracted in a direction, and when the widening member is protruded, the skin plate or the widening member and a standard mine lining material are blocked and the respective coverings are provided. The boundary member that connects the materials And the boundary member is slidable relative to the first partition plate on the front side in the digging direction of the first partition plate and a first partition plate provided on the front end side of the standard mine lining material And a second partition plate that contacts the widening member and protrudes in the widening direction. It is characterized by that.
[0013]
Claim 6 The invention described in the above is a shield excavator that is used when constructing both the standard tunnel and the widening tunnel by sequentially constructing the lining material for the standard mine and the widening pit, and the front part of the shield body Supported by a cutter for digging a standard pit and a widening pit having a predetermined cross-sectional area, a cylindrical skin plate on the outer side of the shield body, and forming at least a part of the skin plate to widen the widening pit A widening member capable of protruding and retracting in a direction, and when the widening member is to be immersed, the skin plate or the widening member and the widening lining material are blocked and the respective coverings are provided. The boundary member that connects the materials The boundary member is slidable with respect to the first partition plate on the front side in the digging direction of the first partition plate, and a first partition plate provided on a front end side of the lining material for the widening pit And a second partition plate that contacts the widening member and protrudes in the widening direction. It is characterized by that.
[0014]
In this way, the boundary member is used to block the skin plate or the widening member and the lining material, and each lining material is connected to each other, so when the tunnel is widened or reduced, It is possible to effectively suppress the entry of water and earth into the shield excavator or the lining material. Therefore, the tunnel can be easily widened or reduced even in an environment with high water pressure or earth pressure.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a tunnel construction method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the shield excavator will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the shield excavator 1 is supported by a front portion of a shield body 3, and a cutter 2 for excavating a standard pit and a widening pit having a predetermined cross-sectional area, and an outer portion of the shield body 3. A cylindrical skin plate 5 and a widening member 6 provided in the skin plate 5.
[0016]
The cutter 2 has a substantially disk shape and includes a cutter head 2a that is rotatably supported by the cutter head support 4, and an overcutter device 2b that can be projected and retracted from the cutter head 2a.
The cutter head 2a has a substantially disk shape and is rotatably provided at the front portion of the shield body 3 in the digging direction. The cutter head 2a is adapted to dig a standard pit by rotating a cutter bit (not shown) provided at the tip. In the front surface of the cutter head 2a, a hole (not shown) for taking the excavated earth and sand of the standard mine into the shield body 3 is provided.
Here, the “standard mine” refers to a mine that is dug only by the cutter head 2a and has a cross-sectional area substantially the same as the outer diameter of the cutter head 2a. For example, in a flat cross section or a rectangular cross section, In some cases, a standard mine is dug using an overcutter device. That is, regardless of the cross-sectional shape, a mine that does not project a widening member is a “standard mine”.
[0017]
The cutter head 2a incorporates an overcutter device 2b that can be projected and retracted in a direction in which the standard mine is widened from the outer side, that is, in a direction substantially orthogonal to the digging direction. The over cutter device 2b has a rod shape, and is immersed in the cutter head 2a when only the standard mine is advanced. When excavating the widening pit, it protrudes from the cutter head 2a, rotates around the axis in the protruding direction, and can be excavated by a cutter bit (not shown) provided on the outer peripheral surface thereof.
Here, the “widening pit” refers to a pit that has been excavated using both the cutter head 2a and the overcutter device 2b, that is, a pit that projects the widening member. In addition, the excavation of the widened portion of the widening pit is not limited to the overcutter device of the cutter head, and it is a matter of course that the widened portion may be excavated by an excavator provided in addition to the cutter head.
In the following, the digging direction of the shield excavator 1 is referred to as “front”, and the opposite side is referred to as “rear”.
[0018]
The skin plate 5 has substantially the same outer shape and cross-sectional area as the shield body 3, and segments (covering materials) are sequentially covered inside the skin plate 5. The “segment” refers to a standard well segment, a standard well end segment, a widening well segment, and a widening well end segment, which will be described later. The standard well end segment is a type of standard well segment, and the widening end segment is a type of widening segment.
A plurality of pressing jacks (not shown) are provided in the circumferential direction inside the skin plate 5 behind the shield body 3. This pressing jack presses the segments that are sequentially lined inside the skin plate 5 by expanding and contracting in the direction of the digging axis, and digs the shield excavator 1 by the reaction force.
[0019]
Further, tail packings 7, 7, 7 are attached to the rear side of the inner side of the skin plate 5, so that water or earth existing between the standard well and the standard well segment 10 enters the skin plate 5. In other words, it is possible to ensure the function of preventing invasion of earth and sand or the water-stopping property. Here, the tail packing 7 is provided in three stages, but depending on the degree of earth pressure or water pressure applied to the shield excavator 1, there may be two stages, and the number of stages may be changed as appropriate.
[0020]
As shown in FIG. 7C or FIG. 8B, the widening member 6 is connected to the side plate (first widening plate) 6a and the upper and lower edges of the side plate 6a. The upper plate (second widening plate) 6b and the lower plate (third widening plate) 6c, and the front plate (fourth widening plate) provided to be connected to the front edge of the side plate 6a. Plate) 6d.
The side plate 6a is substantially flush with the skin plate 5 to form a part of the skin plate 5 when excavating only the standard well, and the outer side of the skin plate 5 when excavating the widening shaft. It protrudes in the direction and is arranged substantially parallel to the skin plate 5.
The upper plate 6b and the lower plate 6c are provided so as to continue to the upper edge and the lower edge of the side plate 6a protruding from the skin plate 5 when the widening pit is dug, respectively. The upper and lower edges and the skin plate 5 are connected. The upper plate 6b and the lower plate 6c are slightly shorter on the rear end side than the side plate 6a. Further, the front plate 6d is provided so as to continue to the front side edge of the side plate 6a protruding from the skin plate 5 when the widening pit is dug, and the front side edge of the side plate 6a and the skin plate 5 are provided. Are connected to each other.
The upper plate 6b, the lower plate 6c, or the front plate 6d is removed from the side plate 6a when the shield excavator 1 excavates only the standard mine, and is assembled when excavating the widening pit. It is supposed to be.
[0021]
Next, a tunnel construction method using this shield excavator 1 will be described.
This tunnel building method includes a first standard tunnel building process, a standard tunnel widening process, a widening tunnel building process, a widening tunnel reduction process, and a second standard tunnel building process.
[0022]
First, as a “first standard tunnel construction process”, as shown in FIG. 1, the standard mine is dug, and the standard mine segment 10 is covered inside the skin plate 5, and the standard tunnel is built in the standard mine. Build.
When digging the standard pit, the skin plate 5 and the side plate 6a that is a part of the skin plate 5 are formed in a substantially cylindrical shape in cross section, The standard mine segment 10 is sequentially assembled and lined.
By sequentially pressing the standard mine segment 10 covered by the foremost portion with a pressing jack, the shield excavator 1 is pushed in the direction of digging by the reaction force, and the shield excavator 1 digs up. . That is, as the shield excavator 1 advances, the standard mine behind it is sequentially covered with the standard mine segment 10, and a standard tunnel is built.
[0023]
At this time, tail packings 7, 7, and 7 are attached to the rear side of the skin plate 5, and slide with the standard mine segment 10, so that the tail packings 7, 7, and 7 The standard tunnel is built while water is stopped between the inside of the skin plate 5 and the standard mine.
[0024]
Next, as a “standard tunnel widening process,” the widening tunnel was started to widen the standard tunnel, and the standard tunnel edge segment, boundary member, and widening tunnel segment were covered to build the widening tunnel. To start.
When starting excavation of the widening pit, as shown in FIG. 2 (a), the overcutter device 2b protrudes from the cutter head 2a, and the widening pit is excavated on both the right and left sides of the standard pit while excavating the standard pit. I will do it. At this time, the excavated soil is taken in along with the expansion of the widening pit (not shown).
[0025]
Then, the standard well end segment 11 is lined as a segment forming the end of the standard well. As shown in FIG. 3, the standard well end segment 11 is different from the standard well segment 10 in that a water blocking member 13 is provided.
This water stop member 13 is provided over the periphery of the segment main body 12 of the standard well end segment 11, and includes a plurality of expanded packings 13a and a plurality of bolts 13b as pressing members that press the expanded packing 13a. , Is composed of.
[0026]
The expanded-diameter packing 13a is a substantially flat plate-like member that is attached to the outer peripheral side of the segment main body 12 so that each front side can be rotated, and the rear side can be approached and separated from the segment main body 12. Thus, the diameter of the outer peripheral side of the segment body 12 can be increased. The bolts 13b are provided in the same number as the diameter expansion packing 13a, and are screwed into a screw hole penetrating from the inner periphery side to the outer periphery side of the segment main body 12, so that the diameter expansion packing 13a can be pressed at the tip portion. It is like that. When lining the standard well end segment 11, each bolt 13b is retracted to the inside of the segment main body 12, and the expanded diameter packing 11a is stored in the segment main body 12. The outer peripheral surface of the segment main body 12 and the expanded diameter packing The outer surface of 13a is made to be substantially flush.
In addition, as a press member, it is not limited to a volt | bolt, For example, the tube-shaped thing which swells by filling with a fluid may be sufficient. Further, the water stop member 13 itself may be formed in a tube shape and filled with fluid.
[0027]
The standard well segment 10a is lined up in front of the standard well end segment 11. The standard mine segment 10a is the same member as the standard mine segment 10, but uses the tail packings 7, 7, and 7 to prevent sediment and prevent water from entering, and allows the shield excavator 1 to dig up. Therefore, it is temporarily lining, not for constructing a standard tunnel. Therefore, the reference numerals different from those of the standard well segment 10 for constituting the standard tunnel are given.
The shield excavator 1 is excavated by pressing the standard mine segment 10a. When the rear end side of the skin plate 5 reaches the position of the water stop member 13, the shield excavator 1 is temporarily stopped. At this time, between the standard mine segment 10a and the skin plate 5, the tail packing 7, 7, and 7 ensure a function of preventing invasion of earth and sand or water blocking.
[0028]
In this way, each bolt 13b of the standard well end segment 11 is rotated to press the expanded packing 13a, the expanded packing 13a is projected from the segment body 12 to the outer peripheral side, and the expanded packing 13a The diameter is increased to a state where the rear end side is in contact with and pressed against the skin plate 5. In this way, intrusion of water or earth and sand into the skin plate 5 is prevented. As a result, the function of preventing the invasion of sediment into the skin plate 5 or the water stoppage can be secured, so that the standard mine segment 10a is dismantled and removed as shown in FIG.
[0029]
Next, the boundary member 20 is attached to the front end side of the standard tunnel, that is, the front end side of the standard well end segment 11. The boundary member 20 forms a boundary between the standard tunnel and the widening tunnel, blocks the space between the skin plate 5 or the widening member 6 and the standard mine segment, and connects the segments to prevent water and earth from entering. To do. It is made of a material other than the segment, that is, a metal such as steel or steel other than concrete.
As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the boundary member 20 is attached and fixed to the front side portion of the standard well end segment 11, and is a segment side partition plate (first partition plate) 21, 21. And the upper and lower partition plates (first partition plates) 23 and 23, and the wide-part partition plates (second partitions) provided to be slidable with both the segment side partition plates 21 and 21 and the upper and lower partition plates 23 and 23. Plate) 22 and 22.
In addition, since the wide part parting plate 22 becomes a part to which earth pressure is applied, it is necessary to give the rigidity which can endure it.
The upper and lower partition plates 23 may be attached to the widened portion partition plate as long as the widened portion partition plate is slidable, or the same thickness as that of the segment side partition plate and integrated with the segment side partition plate. May be. When this is integrated, an upper and lower partition plate having substantially the same thickness as the widened portion partition plate is separately provided.
[0030]
First, as shown in FIGS. 5A and 5B, the segment side partition plates 21 and 21 are attached to the front end side of the standard well end segment 11. These segment side partition plates 21 and 21 are provided in a portion that slides with the widened portion partition plates 22 and 22, and are intended to ensure the function of preventing sediment intrusion or water stopping at the sliding portion.
[0031]
And as shown to Fig.6 (a) and (b), the wide part part partition plates 22 and 22 become close arrangement | positioning with each segment side partition plates 21 and 21 on the front side of the segment side partition plates 21 and 21. FIG. Install as follows. These widening part partition plates 22, 22 project toward the widening pit integrally with the widening member 6 while ensuring the function of preventing intrusion of sediment between the standard well end segment 11 and the widening member 6 or water blocking properties. In addition, one end of the widened portion in the widening tunnel is formed.
[0032]
Next, as shown in FIGS. 6 (a), 6 (b) and 7 (c), the upper plate 6b, the lower plate 6c and the front plate 6d are respectively attached to the inside of the side plates 6a and 6a. The widening members 6 and 6 are assembled by fixing. At this time, the side plate 6a, the upper plate 6b, the lower plate 6c, and the widened portion partition plate 22 are closely arranged or connected so as to ensure water stoppage between them.
At this time, although not shown in the drawings, the same tail packing 7, 7, 7 is attached to the upper plate 6b and the lower plate 6c at positions corresponding to the tail packing 7, 7, 7 at the time of widening tunnel construction. Make sure to keep water off.
The tail packing 7, 7, 7 may be attached after the widening member 6 is widened.
[0033]
Next, as shown in FIGS. 7A and 7B, upper and lower partitions are respectively provided on the front end side of the standard well end segment 11 above the upper plate 6b and below the lower plate 6c. The plates 23, 23 are attached and fixed. These upper and lower partition plates 23 and 23 prevent a gap from being generated between the standard well end segment 11 and the widening pit segment 20 when the widening pit segment 20 described later is covered, This is to ensure an intrusion prevention function or water-stopping property. Therefore, the thickness in the front-rear direction of the upper and lower partition plates 23, 23 is substantially the same as the combined thickness of the segment side partition plate 21 and the widened portion partition plate 22, and the upper plate 6b or the lower plate 6c respectively. It is arranged closely.
As described above, the boundary member 20, that is, the segment side partition plate 21, the widened portion partition plate 22, and the upper and lower partition plates 23, ensure the function of preventing invasion of sand and sand at the standard tunnel end side.
[0034]
And as shown in FIG. 8, the widening members 6 and 6 and the widening part partition plates 22 and 22 are made to protrude integrally. At this time, the widened portion partition plates 22, 22 slide while being in close contact with both the segment side partition plates 21, 21 and the upper and lower partition plates 23, 23, and the widening members 6, 6 are , 23 while sliding closely. Therefore, it is possible to ensure the function of preventing sediment intrusion or water-stopping at these sliding portions. When protruding to the predetermined position shown in FIG. 8, the widening member 6 and the skin plate 5 are connected and fixed at this position, and the widening part partition plate 22 is connected to the segment side part partition plate 21 and the upper and lower partition plates 23 and 23. Connect and fix.
[0035]
Next, as the “widening tunnel construction process”, the widening pit segment is lined up inside the skin plate 5 and the widening member 6 while the widening pit is being excavated to build the widening tunnel.
First, the widening pit segment 30 as shown in FIG. 9 is lined so as to be connected to the enlarged-diameter partition plates 22 and 22. By doing so, between the widening pit segment 30 and the skin plate 5 and the widening member 6, the tail packing 7, 7, 7 ensures the function of preventing soil intrusion or water-stopping.
In addition, when the side part plate 6a, the upper plate 6b, the lower plate 6c, and the widening part partition plate 22 are connected, they are separated in advance before the widening pit segment 30 is covered.
[0036]
In this state, as shown in FIG. 10, the widening pit segment 30 is further covered, and the widening pit segment 30 is pressed by a pressing jack. Actually, as shown in FIG. 10 (b), a spacer 30a is integrally attached and fixed inside the widened portion of the widening shaft segment 30 to form a part of the widening shaft segment. Yes. By pressing the spacer 30 a with the pressing jack 8, the shield excavator 1 can dig with reaction force. In other drawings, the illustration of the spacer 30a is omitted.
[0037]
The pressing jack sequentially presses the widening pit segment 30 covered at the foremost part in the excavation direction and presses the shield excavator 1 in the excavation direction by the reaction force, so that the shield excavator as shown in FIG. 1 digs forward. That is, as the shield excavator 1 excavates, the widening pits behind the shield excavator 1 are sequentially covered with the widening pit segments 30 to build widening tunnels.
The spacer 30a is sequentially removed from the widening pit segment 30 from the rear side as the shield excavator 1 advances. This removal is performed when the shield excavator 1 is separated by a predetermined distance and it is no longer necessary to take a reaction force by the spacer 30a.
[0038]
Once the widening tunnel has been built for the predetermined distance, as the “widening tunnel reduction process”, the widening tunnel is reduced and the expansion of the widening pit is completed. Back lining, finish construction of widening tunnel and return to construction of standard tunnel.
When the excavation of the widening pit is finished, as shown in FIG. 12, the overcutter device 2b is immersed in the cutter head 2a, and when the uptake of excavated sediment in the widening pit is finished, the earth and sand intake device 4 is also shield body 3 Immerse in. In other words, from here, we will return to the standard mine.
[0039]
Then, the widening pit end segment 31 is lined as a segment forming the end of the widening pit. As shown in FIG. 12, the widening pit end segment 31 is different from the widening pit segment 30 in that a water stop member 33 is provided.
This water stop member 33 is provided over the periphery of the segment main body 32 of the widening pit end segment 31, and includes a plurality of diameter-expanded packings 13a and a plurality of bolts 13b. These expanded packing 13a and bolt 13b are the same members as shown in FIG. That is, the water stop member 33 is obtained by applying the water stop member 13 provided in the standard well end segment 11 to the widening well segment, and is not limited to that shown in FIG. Similar to the water stop member 13 of the section segment 11, various configurations can be adopted.
[0040]
The widening pit segment 30a is lined in front of the widening pit end segment 31. The widening pit segment 30a is the same member as the widening pit segment 30, but uses the tail packings 7, 7, and 7 to ensure the function of preventing sediment intrusion or water-stopping and excavating the shield excavator 1. Therefore, it is temporarily lining, not for constructing a widening tunnel. Therefore, the code | symbol different from the segment 30 for widening pits for comprising a widening tunnel is attached | subjected.
The shield excavator 1 is advanced by pressing the widening pit segment 30a, and the shield excavator 1 is temporarily stopped when the rear end side of the skin plate 5 and the widening member 6 reaches the position of the water stop member 33. At this time, between the widening pit segment 30a, the skin plate 5 and the widening member 6, water is stopped by the tail packings 7, 7, 7.
[0041]
In this way, each bolt 13b of the widening pit end segment 31 is rotated to press the expanded packing 13a, and the expanded packing 13a is projected from the segment body 32 to the outer peripheral side, so that the expanded packing 13a The diameter is increased until the rear end side is brought into contact with and pressed against the skin plate 5 and the widening member 6. In this way, entry of water or earth and sand into the skin plate 5 and the widening member 6 is prevented. Since the earth and sand invasion preventing function or the water stoppage can be secured with this, the widening pit segment 30a is dismantled and removed as shown in FIG.
At this time, the tail packing 7 at the rearmost portion of the tail packings 7, 7, 7 may be temporarily removed. This is for avoiding the influence of the thickness when the boundary member 40 described later is attached.
[0042]
Next, the boundary member 40 is attached to the front end side of the widening tunnel, that is, the front end side of the widening pit end segment 31. The boundary member 40 forms a boundary between the widening tunnel and the standard tunnel, and blocks the gap between the skin plate 5 or the widening member 6 and the widening pit segment, and connects the segments to prevent water and earth from entering. To do. It is made of a material other than the segment, that is, a metal such as steel or steel other than concrete.
As shown in FIGS. 15A, 15 </ b> B, and 15 </ b> C, the boundary member 40 is a segment side partition plate (first partition plate) that is attached and fixed to the front side portion of the widening pit end segment 31. ) 41 and upper and lower partition plates (first partition plates) 43 and 43, and the segment side partition plate 41 and the upper and lower partition plates 43 and 43 are provided so as to be slidable (second partition). Plate) 42, 42.
[0043]
First, as shown in FIG. 14, a segment side partition plate 41 is attached to the front end side of the widening pit end segment 31. These segment side partition plates 41 are provided in portions that slide with the main body side partition plates 42, 42, and ensure the function of preventing soil intrusion or water stopping at the sliding portions, and the other end of the widened portion in the widening tunnel. It is for forming.
[0044]
Then, the main body side partition plates 42 and 42 are attached to the front side of the segment side partition plate 41 so as to be in close contact with the segment side partition plates 41 and 41. These main body side partition plates 42, 42 immerse into the skin plate 5 integrally with the widening member 6 while ensuring the function of preventing invasion of earth and sand between the segment side partition plate 41 and the widening member 6. It is. That is, the main body side partition plate 42, the side plate 6a, the upper plate 6b, and the lower plate 6c are in a closely arranged state.
[0045]
Further, the upper and lower partition plates 43 and 43 are fixedly attached to the front end side of the segment side partition plate 41 above the upper plate 6b and below the lower plate 6c, respectively. These upper and lower partition plates 43, 43 prevent a gap from being generated between the widening pit end segment 31 and the standard mine segment 10 when the later-described standard mine segment 10 is covered, This is to ensure an intrusion prevention function or water-stopping property. Therefore, the thickness of the upper and lower partition plates 43, 43 in the front-rear direction is substantially the same as the thickness of the main body side partition plates 42, 42, and is arranged in close contact with the upper plate 6b or the lower plate 6c, respectively. Yes.
As described above, the boundary member 40, that is, the segment side partition plate 41, the main body side partition plate 42, and the upper and lower partition plates 43 ensure the function of preventing intrusion of sand and sand or water stoppage on the side of the widening tunnel.
[0046]
Next, as shown in FIG. 15, the shield excavator 1 is dug by a slight amount, and the rear end side of the widening members 6, 6 is moved from the position of the widening shaft end segment 31 to the main body side partition plate 42, Move to position 42. By doing so, the widening members 6 and 6 can be immersed in the skin plate 5 together with the main body side partition plates 42 and 42. At this time, the main body side partition plates 42 and 42 are water-stopped between the widening pit and the skin plate 5 and the widening members 6 and 6.
[0047]
Then, as shown in FIG. 16, the widening members 6, 6 and the main body side partition plates 42, 42 are integrally immersed in the skin plate 5. At this time, the main body side partition plates 42, 42 slide while closely contacting both the segment side partition plate 41 and the upper and lower partition plates 43, 43, and the widening members 6, 6 are connected to the upper and lower partition plates 43, 43. Slide while closely contacting. Therefore, it is possible to ensure the function of preventing sediment intrusion or water-stopping at these sliding portions.
When the side plate 6a is immersed until it is substantially flush with the skin plate 5, the side plate 6a and the skin plate 5 are connected and fixed at this position, and the main body side partition plates 42 and 42 are connected to the segment side portions. It is connected and fixed to the partition plate 41 and the upper and lower partition plates 43, 43.
[0048]
Next, as shown in FIG. 17, the upper plate 6b, the lower plate 6c, and the front plate 6d are removed from the side plates 6a and 6a, respectively, and the widening members 6 and 6 are dismantled and removed. At this time, only the portion of the upper plate 6b and the lower plate 6c that is in close contact with the main body side partition plate 42 is left so as to be able to ensure the function of preventing invasion of earth and sand or water stoppage.
Of course, the segment side partition plate 41, the main body side partition plate 42, and the upper and lower partition plates 43 constituting the boundary member 40 can have the same configuration as each partition plate in the boundary member 20.
[0049]
Here, if the tail packing 7 at the rearmost part has been removed, it is reattached to the original position, and the tail packings 7, 7, 7 are returned to the three-stage state.
[0050]
From here, as the “second standard tunnel building process”, the standard mine is dug, and the standard mine segment 10 is lined up so as to continue to the boundary member 40, and the standard tunnel is built again in the standard mine. Go.
From here, the standard tunnel is built again by the tail packing 7, 7, 7 attached to the rear side of the skin plate 5 while ensuring the function of preventing invasion of earth and sand or the water-stopping property.
[0051]
In the tunnel construction method according to the present embodiment and the shield excavator used therefor, in the standard tunnel widening step, a boundary member 20 is provided on the front end side of the standard well end segment 11, and the boundary between the standard tunnel and the widening tunnel is provided. In addition, the gap between the skin plate 5 or the widening member 6 and the standard mine segment is closed, and the segments are connected to prevent intrusion of water or earth and sand. In the widening tunnel reduction process, a boundary member 40 is provided on the front end side of the widening pit end segment 31 to form a boundary between the widening tunnel and the standard tunnel, and the skin plate 5 or the widening member 6 and the widening pit segment. And the segments are connected to prevent intrusion of water and earth and sand.
Therefore, it is possible to effectively prevent the entry of water or earth and sand into the shield excavator 1 or the segment when the tunnel is widened or reduced, and in an environment where the water pressure or earth pressure becomes high, for example, at a large depth Even underneath, it is possible to ensure a sufficient function of preventing sediment intrusion or water-stopping. Therefore, the amount of water or sediment that must be discharged to the ground side can be greatly reduced, the tunnel can be easily widened or reduced, and the construction period can be shortened and the construction cost can be reduced. .
[0052]
In addition, the boundary member 20 is configured by a segment side partition plate 21 and an upper and lower partition plate 23 that are fixed to the segment side, and an enlarged portion partition plate 22 that slides relative thereto. Further, the boundary member 40 is composed of a segment side partition plate 41 and an upper and lower partition plate 43 fixed to the segment side, and a main body side partition plate 42 that slides relative thereto.
As described above, since the plate-like bodies are slid, the area of the sliding portion can be increased, and the earth and sand intrusion preventing function or water-stopping property can be more reliably ensured with a simple configuration. If these members are made of a material different from the segment, for example, a metal such as iron or steel, the friction resistance during sliding is improved and the reliability and durability are further improved. it can.
Furthermore, the special-shaped dedicated segment required conventionally can be eliminated, the types of members constituting the segment can be reduced, tunnel construction work can be facilitated, and quality control of the members can be facilitated.
[0053]
Note that this embodiment is merely an example, and it is needless to say that any form can be adopted without being limited to this embodiment without departing from the gist of the present invention.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the tunnel construction method according to the present invention and the shield excavator used therefor, it is possible to ensure a sufficient sediment intrusion preventing function or water-stopping property even in an environment where earth pressure or water pressure is high, The construction of the widening tunnel can be facilitated, and the construction period can be shortened and the construction cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams showing an embodiment of a tunnel building method according to the present invention, in which FIG. 1A is a partial sectional view showing a first standard tunnel building process, and FIG. FIG.
2A is a partial cross-sectional view showing a standard tunnel widening process, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
3A and 3B are diagrams showing a standard well end segment used in an embodiment of a tunnel construction method according to the present invention, wherein FIG. 3A is a longitudinal sectional view, and FIG. 3B is a transverse sectional view.
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a tunnel construction method according to the present invention, and is a partial sectional view showing a standard tunnel widening process.
Similarly, (a) is a partial cross-sectional view showing a standard tunnel widening step, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a).
6A is a partial cross-sectional view showing a standard tunnel widening process, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
Similarly, (a) is a partial cross-sectional view showing a standard tunnel widening process, (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a), and (c) is a cross-sectional view taken along line BB in (a). It is an arrow view.
Similarly, (a) is a partial sectional view showing a standard tunnel widening process, (b) is a sectional view taken along line AA in (a), and (c) is a sectional view taken along line BB in (a). It is an arrow view.
Similarly, (a) is a partial cross-sectional view showing a widening tunnel construction process, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a).
Similarly, (a) is a partial cross-sectional view showing a widening tunnel construction process, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a).
Similarly, (a) is a partial sectional view showing a widening tunnel construction process, (b) is a sectional view taken along the line AA in (a), and (c) is a sectional view taken along the line BB in (a). It is an arrow view.
FIG. 12 is also a partial cross-sectional view showing a widening tunnel reduction process.
FIG. 13 is also a partial cross-sectional view showing a widening tunnel reduction process.
FIG. 14 is also a partial cross-sectional view showing a widening tunnel reduction process.
Similarly, (a) is a partial cross-sectional view showing a widening tunnel reduction process, (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a), and (c) is a cross-sectional view taken along line BB in (a). It is an arrow view.
FIG. 16 is also a partial cross-sectional view showing a widening tunnel reduction process.
Similarly, (a) is a partial cross-sectional view showing a second standard tunnel building process, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a).
[Explanation of symbols]
1 Shield excavator
2 Cutter
2a Cutter head
2b Overcutter device
3 Shield body
4 Cutter head support
5 Skin plate
6 Widening member
6a Side plate
6b Upper plate
6c Lower plate
6d front plate
7 Tail packing
10,10a Standard mine segment (segment, lining material)
11 Standard well edge segment (segment, lining material)
13 Water stop member
20 Boundary member
21 Segment side divider (first divider)
22 Widening part partition plate (second partition plate)
23 Upper and lower partition plates (first partition plate)
30, 30a Widening pit segment (segment, lining material)
31 Widening pit end segment (segment, lining material)
33 Water stop member
40 Boundary member
41 Segment side partition (first partition)
42 Body side divider (second divider)
43 Upper and lower partition plates (first partition plate)

Claims

A cutter supported by the front part of the shield body and extending through a standard pit and a widening pit having a predetermined cross-sectional area, a cylindrical skin plate on the outer side of the shield body, and constituting at least a part of the skin plate The standard excavator and the widening pit are excavated using a shield excavator provided with a widening member capable of appearing and retracting in the widening direction of the widening pit, and the standard inside the skin plate or the widening member. A tunnel construction method in which lining materials for mine and widening pits are sequentially constructed, and both standard tunnels and widening tunnels are constructed,
When the construction of the widening tunnel is started, a boundary member is provided that plugs between the skin plate or the widening member and the standard mine lining material and connects the lining materials to each other .
The boundary member is
A first partition plate provided on the leading end side of the standard mine lining material;
A second partition plate provided on the front side in the digging direction of the first partition plate so as to be slidable with respect to the first partition plate and projecting toward the widening direction in contact with the widening member;
A tunnel construction method characterized by comprising :

A cutter supported by the front part of the shield body and extending through a standard pit and a widening pit having a predetermined cross-sectional area, a cylindrical skin plate on the outer side of the shield body, and constituting at least a part of the skin plate The standard excavator and the widening pit are excavated using a shield excavator provided with a widening member capable of appearing and retracting in the widening direction of the widening pit, and the standard inside the skin plate or the widening member. A tunnel construction method in which lining materials for mine and widening pits are sequentially constructed, and both standard tunnels and widening tunnels are constructed,
When the construction of the widening tunnel is started, a boundary member is provided that plugs between the skin plate or the widening member and the standard mine lining material and connects the lining materials to each other .
A tunnel construction method, characterized in that a water stop member that contacts the skin plate or the widening member is provided on the outer periphery of the standard mine lining material provided immediately before the construction of the widening tunnel is started.

A cutter supported by the front portion of the shield body and digging through a standard pit and a widening pit having a predetermined cross-sectional area, a cylindrical skin plate on the outer side of the shield body, and constituting at least a part of the skin plate, The standard well and the widening pit are excavated using a shield excavator provided with a widening member capable of appearing and retracting in the widening direction of the widening pit, and the standard pit is provided inside the skin plate or the widening member. Tunnel construction method that constructs both the standard tunnel and the widening tunnel by sequentially constructing the lining material for the mine and the widening mine,
When the construction of the widening tunnel is finished, a boundary member is provided for closing the gap between the skin plate or the widening member and the widening lining material, and connecting the respective lining materials ,
The boundary member is
A first partition plate provided on the leading end side of the lining material for the widening pit,
A second partition plate provided on the front side in the digging direction of the first partition plate so as to be slidable with respect to the first partition plate and projecting toward the widening direction in contact with the widening member;
A tunnel construction method characterized by comprising :

A cutter supported by the front portion of the shield body and digging through a standard pit and a widening pit having a predetermined cross-sectional area, a cylindrical skin plate on the outer side of the shield body, and constituting at least a part of the skin plate, The standard well and the widening pit are excavated using a shield excavator provided with a widening member capable of appearing and retracting in the widening direction of the widening pit, and the standard pit is provided inside the skin plate or the widening member. Tunnel construction method that constructs both the standard tunnel and the widening tunnel by sequentially constructing the lining material for the mine and the widening mine,
When the construction of the widening tunnel is finished, a boundary member is provided for closing the gap between the skin plate or the widening member and the widening lining material, and connecting the respective lining materials ,
A tunnel construction method, characterized in that a water stop member that contacts the skin plate or the widening member is provided on the outer periphery of the widening lining material provided immediately before the construction of the widening tunnel is completed.

It is a shield excavator that is used when constructing both standard tunnels and widening tunnels by sequentially constructing lining materials for standard and widening shafts.
A cutter supported by the front part of the shield body and excavating a standard pit and a widening pit having a predetermined cross-sectional area;
A cylindrical skin plate on the outer side of the shield body;
A widening member that constitutes at least a part of the skin plate and is capable of appearing and retracting in the widening direction of the widening pit,
With
When projecting the widening member, a boundary member is provided that plugs between the skin plate or the widening member and the standard mine lining material, and connects the respective lining materials ,
The boundary member is
A first partition plate provided on the leading end side of the standard mine lining material;
A second partition plate provided on the front side in the digging direction of the first partition plate so as to be slidable with respect to the first partition plate and projecting toward the widening direction in contact with the widening member;
Shield excavator, characterized in that it comprises a.

It is a shield excavator that is used when constructing both standard tunnels and widening tunnels by sequentially constructing lining materials for standard and widening shafts.
A cutter supported by the front part of the shield body and excavating a standard pit and a widening pit having a predetermined cross-sectional area;
A cylindrical skin plate on the outer side of the shield body;
A widening member that constitutes at least a part of the skin plate and is capable of appearing and retracting in the widening direction of the widening pit,
Provided with a, in which immerses the widening member closes between said skin plate or the wider member and widening anti for lining material, and the boundary member connecting the lining material between said each provided ,
The boundary member is
A first partition plate provided on the leading end side of the lining material for the widening pit,
A second partition plate provided on the front side in the digging direction of the first partition plate so as to be slidable with respect to the first partition plate and projecting toward the widening direction in contact with the widening member;
Shield excavator, characterized in that it comprises a.