JPH03140597A - 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、市街地の地下に構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。

従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１０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Ｔ１を構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ため、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上量はかなり低減で
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
部に未切削部分が残されるため、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した
後、これら先行及び後行地下空間体間に連結材を貫通し
て締結すると共に、これら先行及び後行地下空間体間に
形成された空隙部に充填材を充填して構築することを特
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。またこれらの先行及び後行地下空間体を無
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が嵌合
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図は先行及び後
行地下空間体の連結部の一部省略拡大断面図、第５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四角形状のシー
ルド掘進機１、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ツ夕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、該シールドト
ンネル内を前記シールド掘進機１の後部において順次組
み立てたセグメントａで覆工して先行地下空間体Ａを構
築する。

そして該先行地下空間体Ａを構築した後、進行方向視に
おいて四角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Ａ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）。

この際前記ガイドプレート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、この土砂及び裏込材はシールド掘進機
１のカッタ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９により排出される。

次に、前記先行地下空間体Ａと隣接した前記シールドト
ンネル内にセグメントａを順次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を構築する。

この際後行地下空間体Ｂはセグメントａの貫通孔ａ１と
先行地下空間体Ａのセグメントａの貫通孔ａ１とを合致
させて構築する。

そしてこれら合致された先行及び後行地下空間体Ａ、Ｂ
の貫通孔ａｌに連結材４を貫通してこれらを連結すると
共に、蛇行修正により先行及び後行地下空間体Ａ、Ｂ間
に生じた空隙部ｍに後行地下空間体Ｂの注入口ａ２から
充填材５を充填して地下構造物Ｃを構築する（第３図の
（Ａ）図）。

尚、この注入口ａ２は先行地下空間体Ａに設けてあって
もよい。

連結材４はＰＣ鋼線やフックボルト等が用いられ、セグ
メントａに予め貫通された貫通孔ａ１に先行地下空間体
Ａ又は後行地下空間体Ｂの内側から貫入し、緊張ジヤツ
キで緊張することによりこれら両地下空間体Ａ、Ｈにプ
レストレスを与えるものである（第４図）。

充填材５は無収縮性の急結モルタル等であり、先行地下
空間体Ａと後行地下空間体Ｂと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（第４図）。

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）に示すように上下方向に連結する
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・・・を無端状に連結してその内部空間ｄを
掘削排土することにより、第５図に示すような地下構造
物りを構築することが可能であり、いずれの場合も前記
と同様の方法により連結する。

シールド掘進機１は正面視においてコ字状の機体１ｃ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７と反力ジヤツキ８とによりな
る拡幅ジヤツキ６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。

そのなめ掘削中に蛇行修正する場合、例えば第６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８を伸張して先行地下
空間体Ａの側壁ａ３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６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の反力ジヤツキ８を伸
張させてシールドトンネル内の側壁ａ４に反力を作用さ
せると共に、伸縮ジヤツキ７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、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１１１１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７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９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８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形成した後
、これら先行及び後行地下空間体間に渡って連結材を貫
通して締結すると共に、これら先行及び後行地下空間体
間に形成された空隙部に充填材を充填して構築すること
により、断面四角形状の地下空間体を連続的に連結して
形成することができるので、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り個々
の地下空間体及び地下構造物の内部空間間を多目的用途
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が嵌合
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図は先行及び後
行地下空間体の連結部の一部省略拡大断面図、第５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６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７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８図は同掘削カ
ッタの拡大正面図、第９図の（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ
）は地下空間体を連続的に接続して横築した地下構造物
の断面図、第１０図の（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）は従
来の地下構造物の横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 Ｃ：地下構造物 ｌ：シールド掘進機 ４：連結材 ５：充填材 ｍ：空隙部 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した後、こ
   れら先行及び後行地下空間体間に渡って連結材を貫通し
   て締結すると共に、これら先行及び後行地下空間体間に
   形成された空隙部に充填材を充填して構築することを特
   徴とする地下構造物の構築工法。