JP5736701B2

JP5736701B2 - シールド機の推進方法

Info

Publication number: JP5736701B2
Application number: JP2010209688A
Authority: JP
Inventors: 木村　勉; 勉木村; 潤上田; 季伸川上
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2030-09-17
Also published as: JP2012062731A

Description

本発明は、シールド機の推進方法、トンネル入口部の構築方法及びその方法にて構築されたトンネル入口部に関するものである。

従来より、図１４に示すように、シールド機４でトンネルを掘削する際に、シールド機４の推進時の反力をとるための反力受け１４及び反力付与体１５を発進坑口１近傍に設置し、反力受け１４及び反力付与体１５で反力をとりながらシールド機４を推進させる工法が知られている（例えば、特許文献１）。この工法では、シールド機４の発進地点１０から発進坑口１までの区間には仮設セグメント１６を設置し、発進坑口１から地山９内には本設セグメント７を設置する（図１５参照）。

そして、地山９内のトンネル掘削が終了したら、反力受け１４及び仮設セグメント１６を撤去する（図１６参照）。

その後、反力受け１４及び仮設セグメント１６が設置されていた場所に、発進坑口１に連結する構造物１７を形成してトンネル入口部１８を構築する（図１７参照）。

特開２００６−１６９６０号公報

しかしながら、上述したトンネル入口部の構築工法では、トンネル掘削終了後に、反力受け及び仮設セグメントを撤去して、発進坑口に連結する構造物を構築しなければならないため、トンネル工事の工期が長くなってしまうという問題点があった。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、シールド施工完了後に構造物の構築作業が不要なシールド機の発進方法及びトンネル入口部の構築方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、シールド機の推進方法において、
発進坑口の予定位置と当該予定位置から離間して存在する、地盤内に打設された反力付与体を備えた本設構造物との間に、トンネルを掘削するためのシールド機を設置する設置工程と、
前記シールド機と前記本設構造物との間に本設用セグメントを設置し、当該本設用セグメントを前記本設構造物に当接させた状態で前記本設構造物により前記シールド機の推進力の反力をとりながら、当該シールド機を発進させる発進工程と、
を備えることを特徴とする。
また、本発明において、前記発進工程の前に、前記本設構造物を構築する構造物構築工程を備えることとしてもよい。

また、本発明において、前記本設用セグメントの当接する前記本設構造物の端面は、平坦で、かつ、前記本設用セグメントの軸線と直交するように形成されてなることとしてもよい。

そして、本発明において、前記本設構造物は、前記本設用セグメントが当接する端面に平坦材を備えることとしてもよい。

さらに、本発明において、前記本設用セグメントが前記本設構造物に当接可能となるように、前記本設構造物の端部の形状を変形させることとしてもよい。

本発明によれば、シールド施工完了後に構造物の構築作業が不要なシールド機の発進方法及びトンネル入口部の構築方法を提供することができる。

本実施形態に係るトンネル入口部の構築方法を示す図である。本実施形態に係るトンネル入口部の構築方法を示す図である。本実施形態に係るトンネル入口部の構築方法を示す図である。本実施形態に係るトンネル入口部の構築方法を示す図である。本実施形態に係るトンネル入口部の構築方法を示す図である。本実施形態に係るトンネル入口部の構築方法を示す図である。本実施形態に係るトンネル入口部の構築方法を示す図である。本実施形態に係るトンネル入口部の構築方法を示す図である。平坦材の例を示す図である。平坦材の例を示す図である。本設構造物に反力付与体の鋼管杭を設けた例を示す図である。本設構造物に反力付与体のＰＣアンカーを設けた例を示す図である。本設構造物に拡幅部を設けた例を示す図である。従来のトンネル入口部の構築方法を示す図である。従来のトンネル入口部の構築方法を示す図である。従来のトンネル入口部の構築方法を示す図である。従来のトンネル入口部の構築方法を示す図である。

以下、本発明に係るトンネル入口部の構築方法の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１〜図８は、本実施形態に係るトンネル入口部１８の構築方法を示す図である。

まず、図１に示すように、発進坑口１の予定位置近傍に本設構造物２を構築する構造物構築工程を実施する。
本工程では、発進坑口１の予定位置から所定の距離だけ離間した位置に建物やトンネル等の本設構造物２を構築する。

本設構造物２は、地山９を掘削するためのシールド機４が推進する際の反力手段として利用される。

本設構造物２として、本実施形態では、車両が路盤３上を通行可能な円形のトンネルを構築したが、トンネルに限定されるものではなく、シールド機４に資機材等を運搬できる構造・形状を備えたものであることが望ましい。

本設構造物２を構築したら、次に、図２に示すように、発進坑口１の予定位置と本設構造物２との間の地盤上に、シールド機４の発進時の自重を支持するための地上発進部６を構築する。

その後、地上発進部６上に、シールド機４を設置する設置工程を実施する。

本実施形態では、シールド機４として、本設構造物２のトンネルの外径とほぼ同じ外径を有する円形のシールド機４を用いた。これにより、シールド機４のシールドジャッキ５を本設構造物２のトンネルの側面２ａに当接させることが可能となる。

次に、シールド機４を発進させる発進工程を実施する。シールド機４の発進方法について以下に説明する。

まず、図３に示すように、シールド機４のシールドジャッキ５と本設構造物２の側面２ａとの間に、本設用セグメント７を設置する。

次に、シールドジャッキ５を伸張させて、シールドジャッキ５の先端と本設用セグメント７とを当接させ、続いて本設用セグメント７と本設構造物２の側面２ａとを当接させる。

そして、シールドジャッキ５の先端と本設用セグメント７と、この本設用セグメント７と本設構造物２の側面２ａとが密着したら、図４に示すように、シールドジャッキ５を更に伸張させてシールド機４を図４中の左方向へ推進させる。
この時、局部的にシールドジャッキ５の伸張力が作用して、本設用セグメント７或いは側面２ａが破壊しないように、側面２ａは、本設用セグメント７との当接面に対して平坦、かつ、シールドジャッキ５の軸線に対して直交するように形成されている。
この側面２ａが平坦、かつ、シールドジャッキ５の軸線に対して直交するように、本設構造物２を構築すると同時に形成してもよいし、本設構造物２を構築した後に側面２ａを研磨して形成してもよい。

シールドジャッキ５が所定のストロークまで伸張したら、図５に示すように、シールドジャッキ５を縮めて、その後、図６に示すように、シールドジャッキ５と既設の本設用セグメント７との間に新たな本設用セグメント７を設置する。

次に、シールドジャッキ５を伸張して、新たな本設用セグメント７、本設用セグメント７及び本設構造物２の側面２ａを互いに密着させて、その後、シールドジャッキ５を伸張させてシールド機４を推進させる。
このように、シールドジャッキ５の伸縮と新たな本設用セグメント７の設置を繰り返して、シールド機４を推進させる。

図７に示すように、シールド機４の先端が発進坑口１の構築予定位置に到達したら、カッターヘッド８を回転させて地山９を掘削しながら、シールド機４を推進させる。

そして、地山９を掘削した箇所にも本設用セグメント７を設置することにより、発進坑口１を構築する。

発進坑口１を構築した後も、続いて地山９を掘削しながら上述した一連の作業を繰り返し行って、図８に示すように、トンネル入口部１８を構築する。

以上説明した本実施形態におけるトンネル入口部１８の構築方法によれば、既設の本設構造物２を反力手段として利用することにより、従来実施していた仮設の反力受けの設置作業及び撤去作業を省くことができる。

また、シールド機４の発進地点１０から発進坑口１を経由して地山９内に連続して本設用セグメント７を設置することにより、従来設置していた仮設セグメントの撤去作業を省くことができる。そして、上述した反力受けの設置作業及び撤去作業を省くことができることと併せて、トンネル工事の期間を短縮することができる。

また、シールド機４の発進地点１０から発進坑口１を経由して地山９内に設置した本設用セグメント７をそのまま構造物として利用するので、従来、反力受けや仮設セグメントを撤去した際に発進坑口１近傍の本設セグメント７間に生じていた目開きを防止できる。

また、本設構造物２の側面２ａは、平坦に形成されているので、本設用セグメント７を均等に密着させることができる。これにより、シールドジャッキ５を伸張させた時に、偏心したシールドジャッキ５の推力が本設用セグメント７及び本設構造物２の側面２ａに作用しないので、これに伴う本設用セグメント７及び本設構造物２の側面２ａの破損を防止することができる。さらに、側面２ａは、シールドジャッキ５の軸線に対して直交するように形成されているので、これによってもシールドジャッキ５の推力が偏心することなく、本設用セグメント７及び本設構造物２の側面２ａの破損を防止することができる。

なお、本実施形態では、本設構造物２の側面２ａを平坦に形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、側面２ａに凹凸が存在する場合には、側面２ａに平坦材１１を取り付けてもよい。かかる場合には、図９及び図１０に示すように、シールドジャッキ５が当接する位置に平坦材１１を取り付ける。これにより、本設用セグメント７を均等に密着させることができ、シールドジャッキ５の推力を偏心させることなく、本設用セグメント７及び本設構造物２の側面２ａの破損を防止することができる。平坦材１１としては、平坦で、かつ、剛性を有するものであればよく、例えば、鋼板や板状のコンクリートなどが使用可能である。

なお、シールド機４の推進力が大きく、本設構造物２の自重だけでは反力手段としてなりたたない場合は、本設構造物２から地盤内へ向かって反力付与体１２を設置して、反力手段の一部としてもよい。反力付与体１２として、周知の鋼管杭１２ａ（図１１参照）、ＰＨＣ杭、ＰＣアンカー１２ｂ（図１２参照）等を使用することができる。ただし、シールド機４の推進時にその反力をとることができる程度の強度を有するものとする。また、反力付与体１２の打設方法についても使用する反力付与体１２の種類に応じた周知の打設方法を適用することができる。

なお、本実施形態においては、シールド機４及び本設構造物２の形状を円形とした場合について説明したが、この形状に限定されるものではなく、矩形状でもよい。

また、本実施形態においては、シールド機４の外径と本設構造物２のトンネルの外径とがほぼ同じ場合について説明したが、シールド機４の外寸よりも本設構造物２の外寸が小さくて本設用セグメント７の一部が本設構造物２の側面２ａに当接することができない場合は、図１３に示すように、本設用セグメント７を当接させるための拡幅部１３を設ければよい。拡幅部１３は、反力付与体１２としての機能も備えているため、当該拡幅部１３を設けた場合には、上述した反力付与体１２を設けなくてもよい場合があり、反力付与体１２を設けるか否かは設計等により適宜決定される。

また、本実施形態においては、本設構造物２から発進坑口１までに設置した本設用セグメント７として、円形のものを用いた場合について説明したが、この形状に限定されるものではなく、矩形状、Ｕ字状、コの字状等のものを用いてもよい。

さらに、本実施形態においては、上方が開口された地盤上にシールド機４の発進地点１０を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、地中の既設のトンネルを延設する場合にも適用が可能である。この場合には、既設のトンネルの側方にシールド機４を設置するための空洞部を設けて、その空洞部からシールド機４を発進させる。

１発進坑口
２本設構造物
２ａ側面
３路盤
４シールド機
５シールドジャッキ
６地上発進部
７本設用セグメント
８カッターヘッド
９地山
１０発進地点
１１平坦材
１２反力付与体
１２ａ鋼管杭
１２ｂＰＣアンカー
１３拡幅部
１４反力受け
１５反力付与体
１６仮設セグメント
１７構造物
１８トンネル入口部

Claims

シールド機の推進方法において、
発進坑口の予定位置と当該予定位置から離間して存在する、地盤内に打設された反力付与体を備えた本設構造物との間に、トンネルを掘削するためのシールド機を設置する設置工程と、
前記シールド機と前記本設構造物との間に本設用セグメントを設置し、当該本設用セグメントを前記本設構造物に当接させた状態で前記本設構造物により前記シールド機の推進力の反力をとりながら、当該シールド機を発進させる発進工程と、
を備えることを特徴とするシールド機の推進方法。
前記発進工程の前に、前記本設構造物を構築する構造物構築工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のシールド機の推進方法。
前記本設用セグメントの当接する前記本設構造物の端面は、平坦で、かつ、前記本設用セグメントの軸線と直交するように形成されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールド機の推進方法。
前記本設構造物は、前記本設用セグメントが当接する端面に平坦材を備えることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載のシールド機の推進方法。
前記本設用セグメントが前記本設構造物に当接可能となるように、前記本設構造物の端部の形状を変形させることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか一項に記載のシールド機の推進方法。