JPH03140596A - 地下構造物の構築工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は地下に構築される地下構造物の構築工法に関す
るものである。

（従来の技術） 最近、市街地の地下に横築されるトンネル構造物はシー
ルド工法によって掘削されて構築されることが多い。

ｔＭ来のシールド工法は、円形断面のシールド掘進機に
より地中に円形空洞を掘削すると共に、該シールド掘進
機の後部において鋼製又は鉄筋コンクリート製のセグメ
ントを前記円形空洞の内側に覆工して円形中空断面のト
ンネル構造物を構築するものである。

ところが、このシールド工法により道路用トンネル又は
地下鉄道用トンネルを構築する場合、複線用の空間を確
保するために第９図の（Ａ）図に示すように単線用トン
ネルＴを適宜間隔をもって別個に構築したり、又は同図
の（Ｂ）図に示すように複線用断面を有する大口径のト
ンネルＴ、を横築する必要があった。

しかし、前記（Ａ＞図の工法においては複数のトンネル
Ｔが夫々別個に掘削して構築されるなめ、工費の増大と
工期の長期化を招くと共に、工期の長期化に伴って工事
敷地周辺の施設や構造物等に悪影響を及ぼす懸念があっ
た。

また、前記（Ｂ）図の工法においてはトンネル空間が大
きい割りには利用されない無駄な空間が多くなると共に
、掘削土量が著しく増大するため工費が嵩むという問題
があった。

そこで、最近では同図の（Ｃ）図に示すような単線用断
面のトンネルＴ２を２本相互に接触させて掘削する、い
わゆる断面まゆ形のシールド工法が提案されて実用化さ
れつつある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記（Ｃ）の工法においても断面がまゆ
形であるため、前記（Ｂ）図の複線用断面を有する大口
径のトンネルと比較した場合に掘削土量はかなり低減で
きるが、まだ未利用の空間が残ると共に、覆工構造物と
してのセグメントの形状が複雑化して地下構造物として
の力学的な安定性に欠けるという問題があった。

そこで、本出願人らは道路用、地下鉄道用あるいは通信
施設用のトンネルとして、できるだけ無駄な空間をなく
し、かつ工費の低減及び工期の短縮を図ることのできる
四角形断面のシールド工法、例えば特願昭６３−２１８
１９４号公報、実願平１−６９８０３号公報、実願平１
−６９８０５号公報等に記載の工法を開発した。

この工法は従来の四角形断面のトンネルが、カッタ駆動
部に未切削部分が歿されるため、切羽開放型の手掘り方
式でしか施工されていなかったものを、密閉型機械式の
シールド工法によっても施工可能としたものであり、そ
の技術的手段は一対のドラムカッタとそれらの間に小径
のリングカッタを２個配設し、動力源からの動力をかさ
歯車とひら歯車との組み合わせによりドラムカッタへ伝
達し、更にドラムカッタのギアケースを介してリングカ
ッタへ伝達する構造としたことである。

このような技術的手段により、カッタ駆動部に未切削部
分が残るという従来技術の問題点が解決され、かつ左右
に伸縮自在にすることによりトンネルの掘削幅を任意に
変えることのできる四角形断面のトンネルを構築するこ
とが可能となり、単体としての地下構造物を構築するた
めの四角形断面シールド工法の完成に至った。

本発明は、上記のような四角形断面のシールド工法の技
術をさらに発展させて、複線用あるいは複々線用のシー
ルドトンネルの構築工法を提供すると共に、これらの構
造物を連続的に形成することにより地下深部における大
空間を構築するための方法を提供することを目的とする
。

（課題を達成するための手段） 以上のような課題を達成するための本発明の手段たる構
成は、地下に断面四角形状でかつ長尺状の先行地下空間
体を形成し、該先行地下空間体の側面に進行方向視にお
いて四角形状のシールド掘進機をスライド自在に嵌合し
、該シールド掘進機を先行地下空間体に沿って掘進させ
て先行地下空間体に隣接した後行地下空間体を形成する
ことを特徴とする地下構造物の構築工法に存する。

（作用） 而して、上記のような構築工法によれば、四角形断面の
地下空間体が隣接して連続的に形成できるので、無駄な
空間のない地下構造物を経済的かつ短期間に構築するこ
とができる。またこれらの地下空間体を無端状に連結す
ることができるので地下深部において多目的用途に有効
利用が可能な大空間を構築することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は先行地下空間体の側面にシールド掘進機を嵌合
した状態の正面図、第２図は同斜視図、第３図の（Ａ）
及び（Ｂ）は地下構造物の断面図、第４図は地下空間体
を連続的に接続して構築した地下構造物の断面図である
。

本発明はまず初めに進行方向視において長方形状のシー
ルド掘進機、即ち第１図に示すものと同型で側面にガイ
ドプレート及びスクリュウカッタ等のないシールド掘進
機で地中にシールドトンネルを掘削し、該シールド掘進
機１の後部において順次組み立てたセグメントａで前記
シールドトンネル内を被覆して長方形断面の先行地下空
間体Ａを構築する。

そして該先行地下空間体Ａを掘削形成した後、進行方向
視において長方形状のシールド掘進機１を先行地下空間
体Ａの側面にガイドブレート２を介してスライド自在に
嵌合すると共に、該先行地下空間体Ｂに沿ってシールド
掘進機１を掘進させることにより先行地下空間体Ａと隣
接したシールドトンネルを掘削する（第１図）。

この際、ガイドブレート２の先端にはスクリュウカッタ
２ａが設けであるため、該スクリュウカッタ２ａが先行
地下空間体Ａの上面部及び下面部の土砂及び硬化した裏
込材を切削し、この土砂や裏込材はシールド掘進機１０
カツタ３方向へ移送されて圧力室Ｒに取り込まれ、そこ
から排泥管４により排出される。

次に、シールド掘進機１の後部において順次組み立てた
セグメントａで前記シールドトンネル内を覆工して先行
地下空間体Ａと密接した後行地下空間体Ｂを形成する（
第２図）。

この際、先行地下空間体Ａと後行地下空間体Ｂとは密接
に構築することが望ましいが、蛇行修正により先行地下
空間体Ａと後行地下空間体Ｂとの間に空隙が生じた場合
には、該空隙部ｍに充填材ｎを充填して地下構造物Ｃを
構築する（第３図の（Ａ）図）。

充填材ｎは無収縮性の急結モルタル等をであり、これら
先行及び後行地下空間体Ａ、Ｂの接合部分の強度低下を
防止すると共に地下構造物Ｃ全体としての力学的安定性
を確保するものである。

尚、これらの先行及び後行地下空間体Ａ、Ｂは横方向に
限らず第３図の（Ｂ）図に示すように上下方向に隣接し
て形成することも任意であり、さらにこれらの先行及び
後行地下空間体Ａ、Ｂ・・・を無端条に連結形成し、そ
の内部空間ｄを掘削排土することにより内部空間ｄが活
用可能な地下構造物りも構築することができる（第４図
）。

シールド掘進機１は正面視においてコ字状の機体ＩＣ前
部にカッタ３を備えた前部及び後部シールド機１ａ、１
ｂが側面開口部で互いにスライド自在に連結して形成さ
れ、これら前部及び後部シールド機１ａ、１ｂを左右に
伸縮させる伸縮ジヤツキ６と反力ジヤツキ７とによりな
る拡幅ジヤツキ５を備え、前記前部シールド機１ａの側
面上下端にガイドブレート２が突設され、該ガイドブレ
ート２の前部にはスクリュウカッタ２ａが設けられてい
る。

そのため掘削中に蛇行修正をする場合、例えば第５図に
示すような後部シールド機１ｂを伸張させる場合は、前
部シールド機１ａ側の反力ジヤツキ７を伸張して先行地
下空間体Ａの側壁ａ１に反力を作用させてシールド掘進
機１を固定する。

そして該シールド掘進機１を固定したままで伸縮ジヤツ
キ７を伸張させると後部シールド機１ｂが左方向に伸張
して蛇行修正が行われる。

またこれとは反対に前部シールド機１ａを伸張させる場
合は、前記と同様の操作により伸張させることができる
。

そして伸張したシールド掘進機１を収縮する場合は収縮
する側、即ち後部シールド機１ｂの反力ジャ・ツキ７を
伸張させてシールドトンネル内の側壁ａ２に反力を作用
させると共に、伸縮ジヤツキ６を収縮することにより、
後部シールド機１ｂが内側に収縮される。

依って、シールドトンネルの掘削中に自在に蛇行修正を
することができる。

尚、前記シールド掘進機１の伸縮は前述のように横方向
に限らず上下方向へ伸縮することも勿論可能である。

また第６図に示すように全体として台形状に形成された
カッタ３″を備えたシールド掘進機１′で地下空間体Ａ
“を連続的に掘削形成し、その内側を掘削排土すること
により、第７図の（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）に示すような内
部空間ｅが活用可能な地下構造物Ｅを構築することがで
きる。

これにより個々の地下空間体Ａ、Ｂ・・・を個別の目的
、例えば、道路トンネル、地下鉄道トンネル、上下水道
用トンネル等に利用可能にすると共に、地下構造物Ｅの
内部空間ｅを公共地下空間として有利に活用することも
可能になる。

前記カッタ３″は第７図に示すように一対の円錐台形状
のドラムカッタ３ｂ’と、該ドラムカッタ３ｂ’との間
に偏芯して設けられた円錐台形状のリングカッタ３ｃ“
とで全体として台形状に形成された掘削カッタ３ａ’が
進行方向視において台形状に配設されている。

（発明の効果） 本発明は以上の様な構成にしたことにより下記の効果を
有する。

■　地下に断面四角形状でかつ長尺状の先行地下空間体
を形成し、該先行地下空間体の側面に進行方向視におい
て四角形状のシールド掘進機をスライド自在に嵌合し、
該シールド掘進機を先行地下空間体に沿って掘進させて
先行地下空間体に隣接した後行地下空間体を構築するこ
とにより、断面四角形状の地下空間体を形成できるので
無駄な空間のない地下構造物を構築することができると
共に、工期の短縮及び工費の節減を図ることができる。

■　複数の地下空間体を連続的に形成することにより個
々の地下空間体及び地下構造物の内部空間を多目的用途
に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行地下空間体の側面にシールド掘進機を嵌合
した状態の正面図、第２図は同斜視図、第３図の（Ａ）
及び（Ｂ）は地下構造物の断面図、第４図は地下空間体
を連続的に接続して構築した地下構造物の断面図、第５
図は先行地下空間体の側面にシールド掘進機が嵌合した
状態の横断面図、第６図は正面視において台形状断面の
シールド掘進機の正面図、第７図は同掘削カッタの拡大
正面図、第８図の（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）は地下空
間体を連続的に接続して構築した地下構造物の断面図、
第９図の（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）は従来の地下構造
物の構築工法の断面図である。 また図中、 Ａ：先行地下空間体 Ｂ：後行地下空間体 １：シールド掘進機 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 地下に断面四角形状でかつ長尺状の先行地下空間体を形
   成し、該先行地下空間体の側面に進行方向視において四
   角形状のシールド掘進機をスライド自在に嵌合し、該シ
   ールド掘進機を先行地下空間体に沿って掘進させて先行
   地下空間体に隣接した後行地下空間体を形成することを
   特徴とする地下構造物の構築工法。