JPH03140598A - 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） 本発明は地下に横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。

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Ｔ！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。

（発明が解決しようどする課題〉 しかしながら、上記（Ｃ）の工法においても断面かまゆ
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号公報等に記載され工法を開発しな。

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なめ、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、相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
体を適宜間隔をもって形成し、これらの両先行地下空間
体の間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前記両先
行地下空間体に沿って掘進させて両先行地下空間体と隣
接した後行地下空間体を形成すると共に、これら両先行
地下空間体と後行地下空間体とを連結して形成すること
を特徴とする地下構造物の構築工法に存する。

く作用） 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、これらの先後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図は両先行地下空間体の間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）は地下空間体が連結して形成された地下構造
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図は地下空間体を無端状に
連結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ッタ等のないシールド掘
進機でシールドトンネルを適宜間隔をもって二本掘削し
、該シールド掘進機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、Ａを構築する。

そしてこれら両先行地下空間体Ａ、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を両先行
地下空間体Ａ、Ａの間にガイドプレート２を介してスラ
イド自在に嵌合すると共に、これら両先行地下空間体Ａ
、Ａに沿ってシールド掘進機１を掘進させることにより
これらの両先行地下空間体Ａ−Ａ間にシールドトンネル
を掘削する（第１図）９ 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、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４により排出される。

次に、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で前記トンネル内を覆工して両先行地
下空間体Ａ、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ａｌと
両先行地下空間体Ａ、Ａのセグメントａの貫通孔ａ１と
を合致させるように構築する。

そしてこれら両先行地下空間体Ａ、Ａと後行地下空間体
Ｂとの貫通孔ａ１に連結材５を貫通させて締結すると共
に、蛇行修正により両先行地下空間体Ａ、Ａと後行地下
空間体Ｂとの間に生じた空隙部ｍに注入口ａ２から充填
材６を充填することにより、両先行地下空間体Ａ、Ａと
後行地下空間体Ｂとを互いに連結して地下構造物Ｃを構
築する（第３図の（Ａ）図）。

連結材５はＰＣ鋼線やフックボルト等が用いられ、セグ
メントａの貫通孔ａｌに両先行地下空間体Ａ、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
することにより両先行地下空間体Ａ、Ａと後行地下空間
体Ｂとにプレストレスを与えるものである。

充填材６は無収縮性の急結モルタル等であり、両先行地
下空間体Ａ、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、これらの両先行地下空間体Ａ、Ａは横方向に限らず
第３図の（Ｂ）に示すように上下方向に形成することも
任意であり、さらに前記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図に示すような内部空間ｄを活用
するための地下構造物りを構築することが可能となる。

シールド掘進機１は正面視において口字状の機体１０訂
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ａ　１　ａ、１１）を
左右に伸縮させる伸縮ジヤツキ８と反力ジヤツキつとに
よりなる拡幅ジヤツキ７を備え、前記前部シールド機１
ａの側面上下端にガイドプレート２が突設され、該ガイ
ドプレート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ｌａ側の反力ジヤツキ９を伸張して前部シ
ールド機ｌａ側の先行地下空間体Ａの側壁ａ、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＠１を固定したままで伸縮ジヤツ
キ８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の反力ジヤツキ９を伸
張させて後部シールド機１ｂ側の先行地下空間体Ａの側
壁ａ４に反力を作用させると共に、伸縮ジヤツキ８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ｌ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Ｃが活用可能な地下構造％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
を適宜間隔をもって形成し、これらの両先行地下空間体
の間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前記両先行
地下空間体に沿って掘進させて両先行地下空間体と隣接
した後行地下空間体を形成すると共に、これら両先行地
下空間体と後行地下空間体とを連結して形成することに
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横築した地下構造物の断
面図、第６図は両先行地下空間体の間にシールド掘進機
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構築した地下構造物の
断面図、第１０図の（Ａ）、（Ｂ）、（（：）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、Ａ：先行地下空間体 Ｂ−後行地下空間体 Ｃ：地下構造物 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適
   宜間隔をもって形成し、これらの両先行地下空間体の間
   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前記両先行地下
   空間体に沿って掘進させて両先行地下空間体と隣接した
   後行地下空間体を形成すると共に、これら両先行地下空
   間体と後行地下空間体とを連結して形成することを特徴
   とする地下構造物の構築工法。