JP4464248B2 - シールド拡幅工法及び拡幅覆工可能なシールド掘進機 - Google Patents
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Description
シールド掘削機の前端部に、メインカッタとは別に伸縮カッタを設けるとともに、スキンプレートの外周の一部に、その断面形状を膨らませる張り出し部を出入可能に設ける。拡幅範囲を構築するには、伸縮カッタを突出させてシールド掘削機の掘削に伴って拡幅範囲を先行切削して地盤を緩め、或はスキンプレートから地山保持材を吐出して置き換える。張り出し部を側方に張り出してシールド掘削機の一部を拡大し、この拡大状態にて拡幅範囲を掘進すると共に、張り出し部内で拡大セグメントを組み立てて順次連結する。拡幅範囲の構築後、伸縮カッタ及び張り出し部を引っ込めて縮径し、シールド掘削機で通常径のトンネル掘削を続行する。
(1)スキンプレートの外周の一部に張り出し部を出入可能に設けた特殊なシールド掘削機を用いるため、シールド掘削機の構造が複雑で高価になる。
(2)シールド形状に合わせたセグメントによる拡幅覆工で、自由な拡幅覆工形状にできなく、またセグメントが重構造となるため、構造上安定性が悪い。
(3)張り出し部による拡幅範囲を含む広い範囲を伸縮カッタにより先行切削しなければならないので、シールド掘削機の姿勢制御等が難しく、施工性が悪い。
(1)一般的なシールド掘進機に、安価な側部切削機と土砂取り込み機構及び固化材圧送機構を組み込んだシールド掘進機を用いて、シールドトンネルから安価に拡幅施工できる。
(2)拡幅用連続壁を自由な断面形状にできるため、シールドトンネルの側部に限らず下部や上部であっても自由な断面形状の拡幅部を構築できる。
(3)拡幅部を安定した合理的構造にできる。
(4)シールド掘進機の掘進に伴い、トンネル側部を側部切削機でスリット切削し、そのスリットに固化材を圧送、又は覆工材を挿入して拡幅用連続壁を同時に構築するため、施工性がよいとともに、地山を緩めることがない。
(5)併設トンネルの拡幅部分に先行して先受工を構築できるので、切り拡げ時に発生する沈下等の環境への影響を防止できる。
(6)スリットへの覆工材として鋼材等の高強度のものを用いると、トンネル本体の覆工として利用できるので、経済的である。
図18〜図20は、先行シールドトンネルと後行シールドトンネルとの間を拡幅する場合であって、図18に示すようにシールド掘進機1を掘進させて先行シールドトンネル2Aを施工しながら、シールド掘進機1の上下に装着した上下対称の側部切削機(同図では図示せず)と、それらに付属する土砂取り込み機構及び固化材圧送機構にて上下対称の拡幅用連続壁7A・7Bを同時に構築する。
2・2A・2B シールドトンネル
3 胴部(スキンプレート)
4 切削機収納部
4a 隔壁
5 側部切削機
6 メインカッタ
7・7A・7B 拡幅用連続壁
8 鉄筋等
9 ジベル等
10・11 裏込め材
12 チェーンカッタ
13 ジャケット
14 送泥管
15 排泥管
16 固化材圧送管
17 ローラカッタ
18 チェーン
19 ローラカッタ
20 軸
21 オーガ
22 同時回転ユニット
23A・23B 上下の覆工
24 中間壁
25 拡幅覆工部
26 カッタ
27・27A・27B 側部切削機
28 セグメント
29 シールド覆工
30 スリット
31 覆工材
32 拡幅用連続壁
33 推進ジャッキ
34 テールシール
35 充填材
36 張り出し部
37A・37B スリット
38A・38B シールド覆工
39A・39B 拡幅用連続壁
40 大断面トンネル
41A・41B 左右の張り出し部
42A・42B 左右の側部切削機
43A・43B 左右のスリット
44A・44B 左右の拡幅用連続壁
45 地盤改良
46 シールド覆工
47 大断面トンネル
Claims (20)
- シールド掘進機内からその胴部の外周側方へ側部切削機を延ばして突出させ、シールド掘進機を掘進させながら、この側部切削機で地山をスリット切削してその切削によるスリット内に覆工材を挿入して覆工を施工することにより、シールド掘進機によるシールドトンネルからその外周側方へ張り出す拡幅用連続壁を構築することを特徴とするシールド拡幅工法。
- スリットへの覆工の施工は、前記覆工材を挿入したスリットへコンクリート等の固化材を充填して行うことを特徴とする請求項1に記載のシールド拡幅工法。
- 多数の覆工材をシールド掘進機又はシールドトンネル内からスリットへ挿入して組み立てることを特徴とする請求項1に記載のシールド拡幅工法。
- 組み立てた覆工材に反力をとって側部切削機を推進することを特徴とする請求項3に記載のシールド拡幅工法。
- スリットへ覆工材を挿入する前に、地山一時的保持のための充填材をスリットへ充填することを特徴とする請求項1、3又は4のいずれかに記載のシールド拡幅工法。
- コンクリート等の固化材を固化材圧送機構によりシールド掘進機内からスリットへ圧送することを特徴とする請求項2に記載のシールド拡幅工法。
- 固化材圧送機構を側部切削機と一体に移動させて、側部切削機の後側で固化材をスリットへ圧送することを特徴とする請求項6に記載のシールド拡幅工法。
- 固化材圧送機構を側部切削機と分離させ、側部切削機とは独立して固化材をスリットへ圧送することを特徴とする請求項6に記載のシールド拡幅工法。
- 側部切削機をシールド掘進機の張り出し部から延ばして突出させることを特徴とする請 求項1ないし8のいずれかに記載のシールド拡幅工法。
- 側部切削機による切削土砂を、該側部切削機の後側において土砂取り込み機構にてシールド掘進機内に取り込むことを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載のシールド拡幅工法。
- 土砂取り込み機構を側部切削機の後側に設けて側部切削機と一体に移動させることを特徴とする請求項10に記載のシールド拡幅工法。
- 上下の拡幅用連続壁を先行シールドトンネルの施工に伴い構築した後、上下の拡幅用連続壁に沿って後行シールドトンネルを施工して、又は後行シールドトンネルの施工に伴って上下の拡幅用連続壁を先行シールドトンネルに沿って構築し、先行シールドトンネルと後行シールドトンネルを上下の拡幅用連続壁の間で結合することを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載のシールド拡幅工法。
- 上下の拡幅用連続壁を、並行する2つのシールドトンネルの一方又は両方から構築して、2つのシールドトンネルを上下の拡幅用連続壁の間で結合することを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載のシールド拡幅工法。
- 拡幅用連続壁を、それ自体がトンネル構造となるようにシールドトンネルの施工に伴いその側部に連続構築することを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載のシールド拡幅工法。
- シールド掘進機の胴部からその外周側方へ延ばして突出され、シールド掘進機の掘進に伴いその側方の地山をスリット切削する側部切削機と、その切削による土砂をシールド掘進機内に取り込む土砂取り込み機構と、前記スリット切削によるスリットにシールド掘進機内からコンクリート等の固化材を圧送する固化材圧送機構とを具備し、シールド掘進機によるシールドトンネルからその外周側方へ張り出す拡幅用連続壁を構築できるようにしたことを特徴とする拡幅覆工可能なシールド掘進機。
- 側部切削機は、シールド掘進機内に設けられた切削機収納部から内外方向に伸縮可能に装着されていることを特徴とする請求項15に記載の拡幅覆工可能なシールド掘進機。
- 固化材圧送機構は、側部切削機の後側に設けられて側部切削機と一体に移動されることを特徴とする請求項16に記載の拡幅覆工可能なシールド掘進機。
- 固化材圧送機構は側部切削機と分離され、側部切削機とは独立して固化材をスリットへ圧送することを特徴とする請求項17に記載の拡幅覆工可能なシールド掘進機。
- シールド掘進機の胴部からその外周側方へ延ばして突出され、シールド掘進機の掘進に伴いその側方の地山をスリット切削する側部切削機と、その切削による土砂をシールド掘進機内に取り込む土砂取り込み機構と、前記スリット切削によるスリットにシールド掘進機内から覆工材を挿入する覆工材挿入機構とを具備し、シールド掘進機によるシールドトンネルからその外周側方へ張り出す拡幅用連続壁を構築できるようにしたことを特徴とする拡幅覆工可能なシールド掘進機。
- 土砂取り込み機構は、側部切削機の後側に設けられて側部切削機と一体に移動されることを特徴とする請求項15〜19のいずれかに記載の拡幅覆工可能なシールド掘進機。
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