JPH03180691A - トンネルの拡大覆工方法 - 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］ 本発明はシールド工法によって築造したトンネルの所望
長さ部分に拡大トンネル部を構築する方法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

一般に、下水道や地下鉄或いは配線坑等のトンネルはシ
ールド工法によって掘削されているが、地下鉄における
退避場所や駅の構築、或いは排水、換気設備の設置場所
や配線の引き込み用空間部を必要とする場合には、該ト
ンネルの所定長さ部分に拡大トンネル部を設ける必要が
ある。

このような拡大トンネル部は、通常、シールド工法によ
ってトンネルを掘削した後、地上からトンネル拡大予定
位置に立坑を掘削し、この立坑を利用して所望のトンネ
ル拡大部を築造することが行われている。

しかしながら、市街地などにおいては道路事情の悪化や
環境保全等に鑑みて地上から立坑を掘削することができ
ない場合がある。

このため、例えば特公昭６２−１６３０９号公報に記載
しているように、シールド工法によって施工した既設ト
ンネルにおける拡大予定区域において、その一端部のト
ンネル覆工を切り広げて拡大掘削部を形成し、この拡大
掘削部に既設トンネルの外周部を掘削する拡大用シール
ド掘削機を配設してその前方の既設トンネル覆工を順次
取り外しながら拡大用シールド掘削機を推進させて拡大
計画予定区域に拡大部を築造する方法が開発されている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

この工法によれば、立坑を掘削することなくトンネル拡
大部を築造できるが、拡大用シールド掘削機による拡大
部の掘削に先行して既設トンネル覆工を順次取り外して
いくものであるから、軟弱地盤や滞水地盤中に施工され
た既設トンネル覆工を取り外すと、地盤が崩壊したり地
下水がトンネル内に浸入して作業性を著しく低下させる
という問題点がある。

又、既設トンネル覆工の除去作業は、覆工セグメント解
体装置を前方側に順次移動しながらおこなわなければな
らず、拡大用シールド掘削機の前進に従って、該覆工セ
グメント解体装置のガイドレールの撤去等の作業が必要
となる。

本発明はこのような問題点を解消することを目的とする
トンネルの拡大覆工方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を遠戚するために、本発明のトンネル拡大覆工
方法は、シールド工法によって築造した既設トンネル覆
工の拡大予定区域における両端覆工部を除去してその除
去跡の一方に拡大発進基地を、他方に拡大到達基地を掘
削形成したのち、拡大発進基地に築造すべき拡大覆工の
外周形状に略等しい掘削面板を配設して該掘削面板の前
面を拡大発進基地に露出した既設トンネル覆工の後端面
に当接させると共に外周部後面に一エレメントの拡大覆
工材を配し、しかるのち、該拡大覆工材の後面を推進装
置で押圧することにより拡大覆工材及び掘削面板を介し
て拡大予定区域における前記既設トンネル覆工を拡大到
達基地側に押し進めると共に該既設トンネル覆工の後端
から外方に突出した掘削面板の掘削部により前方の拡大
すべき地盤を掘削しながら発進基地内に取り込み、推進
により拡大到達基地に達した既設トンネル覆工部を該到
達基地内で撤去すると共に発進基地内において拡大覆工
材の後面に次の拡大覆工材を当接状態に配設して推進装
置により上記同様に押し進め、この作業を繰り返し行っ
て、拡大予定区域の全長に亘って拡大覆工材による拡大
部を築造することを特徴とするものである。

〔作　　用］ 既設トンネル覆工の拡大予定区域における両端に拡大発
進基地と到達基地とを夫々掘削形威し、拡大発進基地に
築造すべき拡大覆工の外周形状に略等しい掘削面板を配
設して該掘削面板の前面を拡大発進基地に露出した既設
トンネル覆工の後端面に当接させると共に外周部後面に
一エレメントの拡大覆工材を配した状態にして、該拡大
覆工材の後面を推進装置で押圧するものであるから、拡
大予定区域の既設トンネル覆工部が地中に埋設された状
態で全体的に到達基地側に推進され、地下水等の浸水を
該既設トンネル覆工部で防止しながら掘削面板によって
拡大予定部の地盤を掘進していくことができる。

さらに、推進により拡大到達基地に達した既設置・ンネ
ル覆工部を該到達基地内で撤去するものであるから、ト
ンネル覆工セグメントの解体装置を移動させることなく
、定置させた状態で既設トンネルの覆工セグメントを順
次解体撤去できるものである。

又、掘削面板の前進に後続して拡大覆工材を順次接続し
ながら押し進め、拡大予定区域の全長に亘って拡大覆工
材による拡大部を能率よく築造し得るものである。

〔実　施　例〕

本発明の実施例を図面について説明すると、第１図にお
いて、（１）はシールド工法によって築造された既設の
トンネルであり、（２）は該既設のトンネル（１）の所
望個所に築造すべき拡大トンネル部である。

まず、この築造すべき拡大トンネル部（２）における既
設トンネル（１）の覆工部（３）の両端部、即ち、拡大
トンネル部（２）の形成始端部と終端部との覆工部（３
）のセグメント（３゛）を適宜長さ部分だけ取り外し、
その取り外し部分から既設トンネル（１）の外径方向に
地盤を適宜な掘削手段により掘削して築造すべき拡大ト
ンネル部（２）の形成始端部に拡大発進基地（４）を、
終端部に拡大到達基地（５）を夫々形成する。

この際、セグメント（３’）を除去する前に、該セグメ
ント（３’）に穿設している孔から地盤中に公知の凍結
工法によって基地（４）（５）の形成部分を凍結地盤（
６）としたのち、これらの基地（４）（５）を掘削する
ものである。

又、トンネル（１）を築造する際に、拡大トンネル部（
２）の築造予定部分における上記トンネル覆工部（３）
を形成したセグメント中に、トンネル長さ方向に適宜間
隔毎に伸縮セグメント（３ａ）をリング状に組み込んで
おくと共に、トンネル覆工部（３）の外周面と″地盤間
にセグメントの適所に穿設した注入孔（図示せず）から
滑剤０８）を注入しておく。

この伸縮セグメント（３ａ）は第６図に示すように、左
右一対のセグメント片（３ａ　’　）　（３ａ”）を一
方のセグメント片（３ａ　’　）内に配設、固定した中
押ジヤツキ（７）（７）によって左右方向（トンネルの
長さ方向）に伸縮自在に連結してなるものであり、この
ように構成した伸縮セグメン）　（３ａ）をトンネル覆
工部（３）の複数個所に複数個、該セグメントに穿設し
ているボルト連結孔（８）を介してリング状に組立てる
ことにより、覆工部の一部を形成しておくものである。

従って、上記基地（４）（５）を掘削形成する際に、核
部の伸縮セグメント（３ａ）を、その中押ジヤツキ（７
）の収縮によりトンネル（１）の長さ方向に収縮させれ
ば、所望トンネル長さ部分のセグメントを容易に取り外
すことができる。

拡大発進基地（４）は後述する掘削面板（９）を囲繞す
るコンクリート製周壁部（４ａ）とこの周壁部（４ａ）
の後端に連設した反力壁部（４ｂ）とを有し、周壁部（
４ａ）の前端部内周面には掘削面Ｖｉ（９）及び後述す
る拡大覆工材００）の外周面に摺接、密着するパツキン
００を周設してあり、拡大到達基地（５）はその周壁（
５ａ）の前端内周面を拡大予定区域外のトンネル覆工外
周面に水密的に固着していると共に後端内周面に拡大予
定区域部におけるトンネル覆工部（３）の外周面に摺接
、密着させたパツキン０２）を周設しである。

このように、発進基地（４）と到達基地（５）とを形成
したのち、発進基地（４）に築造すべき拡大覆工０３）
の外周形状に略等しい形状に形成されている掘削面板（
９）を配設し、その前面を発進基地（４）の掘削面に露
出したトンネル覆工部（３）のセグメント（３゛）の後
端面に当接させる。

掘削面板（９）はトンネル覆工部（３）の内周径に略等
しい中央孔０４）を有し、その中央孔０７Ｉ）の周囲の
前面を上述したようにセグメント（３”）の後端面に当
接させると共にその当接部から外方延長方向に突出した
板面部に周方向に適宜間隔毎に土砂取入口と掘削機０９
（第３図参照）を設けてあり、さらに、外周縁には前方
に向かって刃口０６）を突設しである。

又、拡大覆工（１３）を構成する覆工材００）は一定寸
法のセグメントを周方向に連結してその外形が掘削面板
（９）の外周形状に略等しい大形のリング形状に形成さ
れてあり、この拡大覆工材ＱＯ）を掘削面板（９）の後
面外周部に当接させると共に該拡大覆工材θωの後面と
発進基地（４）の反力壁部（４ｂ）間の複数箇所に推進
ジヤツキθ力を介在させる。

しかるのち、掘削面板（９）に装着している掘削機０５
）のカッタを回転させながら推進ジヤツキ０７）を沖長
させると、掘削面板（９）は拡大覆工材００）と共に推
進され、その前面で発進基地（４）と到達基地（５）間
のトンネル覆工部（３）を押し進める。

この時、トンネル覆工部（３）と地盤間には滑剤側が充
填されているので、地盤との摺擦抵抗力を低減させてト
ンネル覆工部（３）の推進が行える。

さらに、トンネル覆工部（３）の複数箇所に配設してい
る伸縮セグメント（３ａ）を予め、或いは、トンネル覆
工部（３）の推進時に収縮させ、推進ジヤツキθ′７）
による押し進め後に該伸縮セグメント（３ａ）のセグメ
ント片（３ａ’　）　（３ａ’　）間を中押ジヤツキ（
７）の伸長によりトンネル長さ方向に伸長さセるど、到
達基地（５）側へのトンネル覆工部（３）の推進が円滑
に行える。

こうして、掘削面板（９）に装着した掘削機０５）と刃
口００によって前方の地盤を掘削すると共に掘削した土
砂をトンネル内に取り込みながら掘削面板（９）の推進
によって拡大トンネル部（２）を掘削形成していくと共
に該掘削面板（９）に後続する拡大覆工材００）をその
外周面をパツキン（１１）に摺接させなから掘進跡に圧
入して拡大覆工部を形成していく。

この際、■ニレ１フト分の拡大覆工材００）の推進が終
了すると、発進基地（４）内で次の拡大覆工材００）を
セグメント組立装置（図示せず）により組み立て＼推進
された拡大覆工材００）の後面に重合状態に接合させ、
以下、同様にして順次拡大覆工部を接合、後続させる。

なお、推進される拡大覆工材００）の外周面と地盤間に
最前部の拡大覆工材００）の適所に設けた注入孔（図示
せず）から滑剤０９）を注入する。

一方、拡大覆工材θ０）の推進に従って該拡大覆工材θ
ωと置換されるようにしながら到達基地（５）側の既設
トンネル覆工部（３）のセグメント（３’）が到達基地
（５）内に押し出され、該到達基地（５）内に配設した
セグメント解体装置（図示せず）により解体し、トンネ
ル内を通じて撤去する。

こうして、発進基地（４）側からの拡大覆工材００）の
推進に従って到達基地（５）側に到達するトンネル覆工
部（３）のセグメント（３’）を順次、解体、撤去し、
掘削面板（９）が到達基地（５）に達すると、該掘削面
板（９）に一連に接合、後続している拡大覆工材００）
Ｏｎ）・・・ＧＯ）によって拡大トンネル部（２）の拡
大覆工０３）が発進基地（４）と到達基地（５）間に築
造されるものである（第５図）。

拡大覆工０■の築造後、その外周面と地盤間に充填して
いる滑剤０９）を硬化性裏込剤Ｑ（Ｄの注入によって置
換し、又、掘削面板（９）を解体、撤去すると共に推進
ジヤツキｑ′７）等を撤去する。

しかるのち、発進基地（４）と到達基地（５）との周壁
内面にコンクリートを打設して拡大覆工側の内面に連続
した壁面（２１）を形成する。

なお、以上の実施例においては、既設トンネル（１）に
対して一側方に偏心した円形状拡大覆工０印の築造を図
示しているが、同心円の拡大覆工や形状の異なった拡大
覆工を上記工法によって築造できることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明のトンネル拡大覆工方法によれば、
既設トンネル覆工の拡大予定区域における両端に拡大発
進基地と到達基地とを夫々掘削形威し、拡大発進基地に
築造すべき拡大覆工の外周形状に略等しい掘削面板を配
設して該掘削面板の前面を拡大発進基地に露出した既設
トンネル覆工の後端面に当接させると共に外周部後面に
一エレメントの拡大覆工材を配した状態にして、該拡大
覆工材の後面を推進装置で押圧するものであるから、拡
大予定区域の既設トンネル覆工部を解体することなく地
中に埋設された状態で全体的に到達基地側に推進させる
ので、地下水等がトンネル内に浸入するのを該既設トン
ネル覆工部によって確実に防止しながら掘削面板の掘進
による拡大トンネル部の形成と拡大覆工材の推進による
拡大覆工を円滑且つ能率よく施すことができるものであ
る。

さらに、推進により拡大到達基地に達した既設置・ンネ
ル覆工部を該到達基地内で撤去するものであるから、ト
ンネル覆工セグメントの解体装置を移動させることなく
、定置させた状態で既設トンネルの覆工セグメントを順
次解体撤去できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は拡大予定
区域部のトンネルの横断平面図、第２図は拡大トンネル
施工開始状態を示す縦断側面図、第３図は掘削面板部分
の簡略縦断正面図、第４図は施工中の拡大トンネル部の
縦断側面図、第５図は築造された拡大トンネル部の縦断
側面図、第６図は伸縮セグメントの斜視図である。 （１）・・・既設トンネル、（２）・・・拡大トンネル
部、（３）・・・トンネル覆工部、（３゛）・・・セグ
メント、（３ａ）・・・伸縮セグメント、（４）・・・
拡大発進基地、（５）・・・拡大到達基地、（９）・・
・掘削面板、００）・・・拡大覆工材、（１３）・・・
拡大覆工、０７）・・・推進ジヤツキ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、シールド工法によって築造した既設トンネル覆
   工の拡大予定区域における両端覆工部を除去してその除
   去跡の一方に拡大発進基地を、他方に拡大到達基地を掘
   削形成したのち、拡大発進基地に築造すべき拡大覆工の
   外周形状に略等しい掘削面板を配設して該掘削面板の前
   面を拡大発進基地に露出した既設トンネル覆工の後端面
   に当接させると共に外周部後面に一エレメントの拡大覆
   工材を配し、しかるのち、該拡大覆工材の後面を推進装
   置で押圧することにより拡大覆工材及び掘削面板を介し
   て拡大予定区域における前記既設トンネル覆工を拡大到
   達基地側に押し進めると共に該既設トンネル覆工の後端
   から外方に突出した掘削面板の掘削部により前方の拡大
   すべき地盤を掘削しながら発進基地内に取り込み、推進
   により拡大到達基地に達した既設トンネル覆工部を該到
   達基地内で撤去すると共に発進基地内において拡大覆工
   材の後面に次の拡大覆工材を当接状態に配設して推進装
   置により上記同様に押し進め、この作業を繰り返し行っ
   て、拡大予定区域の全長に亘って拡大覆工材による拡大
   部を築造することを特徴とするトンネルの拡大覆工方法
   。
2. （２）、拡大予定区域における既設トンネル覆工に、ト
   ンネル方向に伸縮するセグメントをトンネル長さ方向に
   適宜間隔毎に配設していることを特徴とする請求項（１
   ）記載のトンネルの拡大覆工方法。