JPH0366896A - トンネル覆工用エレメントによるトンネルの構築方法 - 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、たとえば、鉄道や道路等の下に立体交差する
トンネルを構築する場合に用いられるトンネル覆工用エ
レメントによるトンネルの構築方法に関するものである
。

［従来の技術］ 鉄道や道路の下に立体交差するトンネルを構築する方法
として、従来からの現場打設コンクリートによる覆工体
の分割されない一体構築による施工法に代え、断面形状
が矩形で、長尺な管状のトンネル覆工用エレメントを用
いて施工する方法が知られている。

この方法の一般的な例を第８図を参照して説明すると、
まず、トンネルを構築すべき地盤Ｌｌに近接して発進立
坑１を掘削するとともに、この発進立坑ｌの地面に、地
盤り、に向けてトンネル覆工用エレメント（以下単にエ
レメントと称す）エレメントＥの進行方向を定めるガイ
ドフレーム２を敷設した後、発進立坑１によって地盤り
、から隔てられた地盤り、の上に配置したクレーン３に
よって吊ったエレメントＥを、前記ガイドフレーム２に
セットする。

次いで、ガイドフレーム２の後方に配した推進装置４に
より、エレメントＥをガイドフレーム２に沿って水平に
地盤り、に向けて押していって地盤Ｌ１中に圧入しなが
ら、エレメントＥの先端部に備えた掘削機５により土砂
を掘削することによって、エレメントＥを地盤Ｌ１中に
推進させ、地盤り、に貫通させた状態で埋設する。

このようにして、複数のエレメントＥを、互いに隣接し
た状態で地盤Ｌ１中に門型に埋設し、かつ相互に連結し
てトンネル覆工体Ｅ、を形成した後、このトンネル覆工
体Ｅ、の内側の土砂を掘削除去してトンネルを構築する
。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のようなトンネルの構築方性において、クレーン３
によってエレメントＥをガイドフレーム２にセットする
には、エレメントＥの中央部をクレーン３によって吊り
、ガイドフレーム２の後端（第８図において右端）に推
進装置４を配してから、この推進装置４と地盤り、との
間のガイドフレーム２に吊り降ろしていく。

しかしながらこのような方法では、推進装置４を越えて
エレメントＥをガイドフレーム２に吊り降ろしていかね
ばならないことから、第８図のＤで示すクレーン３の作
業半径が非常に大きく、このため、クレーン３は大型で
大容量のものにせねばならず、その分コストも高くなる
といった問題があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、て、発進立坑上に、トンネルを構築すべき地盤に向け
て長尺な中空管状のトンネル覆工用エレメントをクレー
ンによってセットし、このエレメントを、推進装置によ
り前記地盤中に水平に圧入しながら、エレメントの先端
部に備えた掘削機により土砂を掘削することによって、
複数のエレメントを一つずつトンネルの覆工断面に沿っ
て地盤中に推進させて埋設し、これらエレメントを連結
してトンネル覆工体を形成した後、このトンネル覆工体
の内側の土砂を掘削除去してトンネルを構築する方法に
おいて、前記発進立坑上に前記エレメントをセットする
に際し、前記クレーンによって前記推進装置の上にエレ
メントを載置した後、この推進装置を地盤に向けて前進
させ、かつエレメントの先端部をエレメント先端部支持
機によって上下動可能に支持し、次いで、このエレメン
ト先端部支持機によりエレメントの先端部を、また前記
クレーンによりエレメントの後端部をそれぞれ上昇させ
ることにより、推進装置とエレメントを離した後、推進
装置をエレメントよりも後方に後退させ、次いで、エレ
メント先端部支持機とクレーンとを下降作動させてエレ
メントを下降させることにより、エレメントを発進立坑
内にセットすることを特徴としている。

［作用］ 本発明のトンネル覆工用エレメントによるトンネルの構
築方性において、そのポイントとなるところは、クレー
ンによって発進立坑上にエレメントをセットするに際し
、従来のように推進装置を越すことなく、それよりも手
前側にあるその推進装置の上にエレメントを載置する点
にある。この方法により、クレーンの最大作業半径が小
さくて済み、したがって、クレーンは従来よりも小型か
つ小さな容量のものでよくなり、コストの低ｉｔが図ら
れる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

本実施例も、前記第８図で示した地盤り、に、複数のニ
レメン）Ｅを圧入埋設してトンネルを構築することを前
提としており、まず、実際にトンネルを構築する前の段
階の設備について説明する。

まず、発進立坑ｌには、鉄骨等により上下に移動が可能
な台６が構築され、この台６の上に、地盤Ｌｌに向けて
ガイドフレーム２およびレール７が敷設されている。

ガイドフレーム２は、第１図、第３図および第４図に示
すように、左右のトラス状フレーム８と、このフレーム
８を構成する下側のビーム９間に間隔をおいて多数組ま
れた横材１０からなる正面視Ｕ字状のもので、台６の上
で幅方向に移動可能に設置されている。

ガイドフレーム２の横材１０の上に、前記レール７が敷
設されており、このレール７に沿って前進・後退が可能
なように推進装置１１がセットされているとともに、ガ
イドフレーム２の地盤り側である先端部に、門型のエレ
メント先端部支持機１２が幡え付けられている。

推進装置１１について詳述すると、この推進装置１１は
、第３図に示すように、前記レール７上を転がる車輪１
３ａを備えた台車１３上の先端に、ニレメンｌ−Ｅの後
端に当接する押圧板１４が固定され、台車１３上の後端
部には、推進用の一対のジヤツキ１５が設けられ、さら
に台車１３上の前後の端部には、エレメントＥを受ける
門型のエレメント支持フレーム１６．１７がそれぞれ立
設されている。

前側のエレメント支持フレーム１６は、第５図に示すよ
うに、左右一対の鉛直フレーム１８の」二端間に水平フ
レーム１９が架は渡されて固定され、この水平フレーム
１９の上面に、一対のガイド２０が固定されている。ま
た、後側のエレメント支持フレーム１７も、前側と同様
で第４図に示すように、左右一対の鉛直フレーム２１、
水平フレーム２２およびガイド２３を有している。

これらエレメント支持フレーム１６．１７の各水平フレ
ーム１９．２２は、互いに同レベルに設定され、各一対
のガイド２０．２３の間にエレメントＥを挟んだ状態で
これら水平フレーム１９．２２の上にエレメントＥを受
けて載せるようになっている。この状態で、エレメント
Ｅは、地盤Ｌｌに向かって水平な姿勢となる。

前記ジヤツキ１５は、レール７の長さ方向に伸縮するよ
うになっており、その後端には、ガイドフレーム２に係
合してジヤツキ１５の推力を受ける受圧フレーム２４が
固定されている。

すなわち、受圧フレーム２４の両端には、第７図に示す
ように、ガイドフレーム２の各フレーム８の内側にそれ
ぞれ一定間隔をおいて形成された係止孔２５に係合する
出没自在のピン２６が具備されている。

この推進装置１１によれば、ジヤツキ１５を縮めた状態
で、各ピン２６をガイドフレーム２の係止孔２５に入れ
て係合させた後、ジヤツキ１５を伸長することにより、
ピン２６を介して受圧７　Ｌ／−ム２４が推力を受けて
ジャ、キ１５のストローク分台車１３が地盤Ｌ１方向に
前進し、次いで各ピン２６を後退させて係止孔２５から
抜いた後ジヤツキ１５を縮め、各ピン２６を次の係止孔
２５に係合させ、次いでジヤツキ１５を伸長させること
により、再び台車１３が前進する。

このように、ガイドフレーム２の係止孔２５へのピン２
６の係合→ジヤツキ１５の伸長→ビン２６の後退→ジヤ
ツキ１５の収縮９次の係止孔２５へのピン２６の係合、
といった動作を繰り返すことにより、推進装置１１は地
盤り、の方向へ前進する。そして、この際、先端の押圧
板１４にニレメン）Ｅの後端を当接させておけば、エレ
メントＥは地盤Ｌｌに圧入されていくわけである。

前記エレメント先端部支持機１２は、第３図および第６
図に示すように、前記ガイドフレーム２の左右の下側の
ビーム９先端にそれぞれ立設された鉛直フレーム２７と
、これら鉛直フレーム２７間にわたって架は渡された水
平フレーム２８とを具備する。

水平フレーム２８は、その両端部に取り付けられたガイ
ド２９を介して、鉛直フレーム２７に沿って上下にスラ
イド可能に取り付けられ、さらに各鉛直フレーム２７の
上部に設けられたチェーンブロック３０のチェーン３０
ａに吊り下げられた状態とされている。そして、各チェ
ーンプロ、り３０のチェーン３０ａを同期させて上げた
り下げたりすることにより、水平フレーム２８は鉛直フ
レーム２７に沿って上下にスライドするようになってい
る。

また、水平フレーム２８の上面の中央には、その長さ方
向を軸とした一対のローラ３１が回転自在に取り付けら
れ、この上にエレメントＥが載せられるようになってお
り、さらに、その両押１には、エレメントＥの進行方向
を定めるガイド３２が固定されている。

それでは、上記設備を用いて、本実施例に係るトンネル
の構築方法を、以下順を追って説明していく。

■第１図（イ）に示すように、推進装置１１をし一ル７
に沿って後退させその後端部に位置させた後、クレーン
３によってエレメントＥを推進装置１１のエレメント支
持フレーム１６．１７間にわたって載置する。このとき
、エレメントＥのほぼ中央が推進装置１１の上にくるよ
うにし、かつ各一対のガイド２０．２３間にエレメント
Ｅを配する。

■クレーン３のフック３ａをエレメントＥから外シテ、
エレメントＥを推進装置ｌｌ上に支持シた状態とする。

次いで、推進装置１１を上述した要領で地盤Ｌｌに向け
て前進させていき、ニレメンｌ−Ｅの先端部をエレメン
ト先端部支持桟１２に近付け、エレメント先端部支持桟
１２の水平フレーム２８を、ローラ３１の上にエレメン
トＥが載る高さにまでチェーンブロック３０ａによって
移動させる。そしてこの後、さらに推進装置１１を前進
させてニレメンｌ−Ｅの先端部を前記ローラ３１の上に
載せて支持する。（第１図（ロ）参照）■エレメント先
端部支持桟１２の水平フレーム２８をチェーンブロック
３０によって若干上昇させ、また、クレーン３のフック
３ａをエレメントＥの後端部に係合させ、かつクレーン
３によってその後端部を若干吊り上げることにより、エ
レメントＥを各エレメント支持フレーム１６．１７から
離す。これによって、エレメントＥは、その後端部がク
レーン３により、またその先端部がエレメント先端部支
持桟１２により、ガイドフレーム２上にてほぼ水平な姿
勢で保持された状態となる。

この後、第１図（ハ）に示すように、推進装置１１を後
退させてニレメン）Ｅの後方に配置する。

■次いで、エレメント先端部支持桟１２の水平フレーム
２８とクレーン３のフック３ａを下げることによりエレ
メントＥを下げていき、エレメントＥをガイドフレーム
２内に収める。

■この状態で推進装置１１を前進させて先端の抑圧板１
４をエレメントＥの後端に当接させ、さらに、推進装置
１１を前進させてエレメントＥを地盤Ｌｌに圧入してい
くとともに、エレメントＥの先端部の内部にあらかじめ
設けである掘削機５により土砂を掘削する。このように
、推進装置１１によってエレメントＥを地盤り、に圧入
しながら、掘削機５によって土砂の掘削を行い、第１図
（ニ）に示すように、エレメントＥを地盤し、に貫通さ
せて埋設する。

一つのエレメントＥの圧入が終わったら、上記■で述べ
た位置まで推進装置１１を後退させ、カミっガイドフレ
ーム２を横にずらし、再び推進装置１、１の上に、クレ
ーン３によってエレメントＥを載置する。そして、上記
■〜■を繰り返しエレメントＥを圧入する。

このような手順を繰り返して、まず地盤し、に対して、
複数のエレメントＥを相互に隣接させ、門型に埋設する
ニレメンｌ−Ｅのうちの水平に並ぶ上部の部分のエレメ
ントＥを圧入する。

■次いで、ガイドフレーム２および推進装置ｌｌが設置
された台６を下げ、再びガイドフレーム２をその上に設
置する。そしてガイドフレーム２を、上記のようにして
圧入された各上部のエレメントＥのうちの一方の端部に
あたるエレメントＥノ下方の部分の地盤Ｌｌに、ガイド
フレーム２を晴に移動させて対向させる。

この後、エレメントＥを推進装置１１のエレメント支持
フレーム１６．１７の上に載せる。この際、ニレメン）
Ｅの後端が地盤り、にぶつからない程度に近接した状態
で、その中央部を推進装置１１によって支持する。

次いで、上記■〜■の手順によりエレメントＥを地盤Ｌ
ｌに圧入する。ニレメン）Ｅの圧入が終わったら、各上
部のエレメントＥのうちの他方の端部にあたるエレメン
トＥの下方の部分の地盤り。

に、ガイドフレーム２を横に移動させて対向させ、上記
と同様にエレメントＥを地盤り、に圧入する。

このようにして、台６の鉄骨を順次降下させながら、左
右に配されるエレメントＥを上記■〜■の手順で上から
下へ、相互に隣接して並ぶ状態に圧入していく。その状
態を第２図（イ）〜（ニ）に示す。下まで圧入が完了し
た時点で、エレメントＥは地盤Ｌｌに対して凹型に圧入
埋設され、この後、ボルト結合等の手段により相互に連
結することにより、連結トンネル覆工体Ｅ１を形成する
。　■このようにしてエレメントＥの圧入が完了してト
ンネル覆工体Ｅ１を形成したら、このｌ・ン不ル覆工体
Ｅ、の内側の土砂を掘削除去して、トンネルを構築する
。

上記方法においては、地盤り、の浅い位置にエレメント
Ｅを圧入する場合、推進装置１１の上に載置されるエレ
メントＥは、クレーン３が停車している地盤り、よりも
上方に位置するから、ガイドフレーム２のもっとも後方
に推進装置１１を移動した状態でその上に載せることが
できる。この場合第１図（イ）に示すように、ニレメン
）Ｅの後端部が地盤り、の上方にくるわけであり、その
際のクレーン３の作業半径は同図符号Ｄｌで示すごとく
非常に小さく、上記工程の中では最小である。

また、台６を下げていって地盤Ｌｌの深い位置にエレメ
ントＥを圧入する際において、推進装置１１の上にエレ
メントＥを載せる場合は、後端が地盤Ｌ　、にぶつから
ず、かつ近接した位置にエレメントＥを配すわけで、こ
のときのクレーン３の作業半径は、第２図（イ）のり、
である。このときのクレーン３の作業半径り、が上記工
程で最大である。

しかしながら、この最大の作業半径り、は、第８図に示
した従来方法のように、推進装置１１を越えてガイドフ
レーム２にセットする場合の作業半径りと比較すると非
常に小さく、したがって、クレーン３は従来よりも小型
かつ小さな容量のもので済み、コストの低減が図られる
。

なお、上記実施例においては、トンネル覆工用エレメン
トとして断面矩形のエレメントを用いた例を示している
が、本発明はこれに限らず、類似の目的で水平に掘削圧
入される円筒型鋼管等についても適用し得る。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明のトンネル覆工用エレメン
トによるトンネルの構築方法によれば、発進立坑上に、
トンネルを構築すべき地盤に向けて長尺な中空管状のト
ンネル覆工用エレメントをクレーンによってセットし、
このエレメントを、推進装置により前記地盤中に水平に
圧入しながら、エレメントの先端部に備えた掘削機によ
り土砂を掘削することによって、複数のニレメントラ−
っずつトンネルの覆工断面に沿って地盤中に推進させて
埋設し、これらエレメントを連結してトンネル覆工体を
形成した後、このトンネル覆工体）内側の土砂を掘削除
去してトンネルを構築する方法において、前記発進立坑
上に前記エレメントをセットするに際し、前記クレーン
によって前記推進装置の上にエレメントを載置した後、
この推進装置を地盤に向けて前進させ、かつエレメント
の先端部をエレメント先端部支持機によって上下動可能
に支持し、次いで、このエレメント先端部支持機により
エレメントの先端部を、また前記クレーンによりエレメ
ントの後端部をそれぞれ上界させることにより、推進装
置とエレメントを離した後、推進装置をエレメントより
も後方に後退させ、次イテ、エレメント先端部支持機と
クレーンとを下降作動させてエレメントを下降させるこ
とにより、エレメントを発進立坑内にセットすることを
特徴とするもので、従来のように推進装置を越すことな
く、それよりも手前側にあるその推進装置の上にクレー
ンによってエレメントを載置するときが、クレーンの最
大作業半径となる。

したがって、このクレーンの最大作業半径は従来方法と
比較すると小さくて済み、このため、クレーンは従来よ
りも小型かつ小さな容量のものでよくなり、コストの低
減が図られるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の一実施例を説明する図で
あって、第１図（イ）〜（ニ）は地盤の浅い位置に対し
てエレメントを圧入していく工程を説明する側面図、第
２図（イ）〜（ニ）は側方に配するエレメントを地盤に
圧入してしていく工程を説明する側面図、第３図はガイ
ドレール、推進装置おヨヒエレメント先端部支持機を説
明するための側面図、第４図は後側エレメント支持フレ
ームの後面図、第５図は前側のエレメント支持フレーム
の正面図、第６図はエレメント先端部支持機の正面図、
第７図は推進装置の後端部の平面図、第８図は従来方法
によって地盤にエレメントを圧入している状態を説明す
る側面図である。 １・・・・発進立坑、３・・・・・・クレーン、５・・
・・・・掘削機、１１・・・・・・推進装置、１２・・
・・・エレメント先端部支持機、１６．１７・・・・・
・エレメント支持フレーム、Ｅ・・・・・・トンネル覆
工用エレメント、Ｅ、・・、・トンネル覆工体、Ｌ、・
・・・・・地盤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発進立坑上に、トンネルを構築すべき地盤に向けて長尺
   な中空管状のトンネル覆工用エレメントをクレーンによ
   ってセットし、 このエレメントを、推進装置により前記地盤中に水平に
   圧入しながら、エレメントの先端部に備えた掘削機によ
   り土砂を掘削することによって、複数のエレメントを一
   つずつトンネルの覆工断面に沿って地盤中に推進させて
   埋設し、 これらエレメントを連結してトンネル覆工体を形成した
   後、このトンネル覆工体の内側の土砂を掘削除去してト
   ンネルを構築する方法において、前記発進立坑上に前記
   エレメントをセットするに際し、 前記クレーンによって前記推進装置の上にエレメントを
   載置した後、この推進装置を地盤に向けて前進させ、か
   つエレメントの先端部をエレメント先端部支持機によっ
   て上下動可能に支持し、次いで、このエレメント先端部
   支持機によりエレメントの先端部を、また前記クレーン
   によりエレメントの後端部をそれぞれ上昇させることに
   より、推進装置とエレメントを離した後、推進装置をエ
   レメントよりも後方に後退させ、 次いで、エレメント先端部支持機とクレーンとを下降作
   動させてエレメントを下降させることにより、エレメン
   トを発進立坑内にセットすることを特徴とするトンネル
   覆工用エレメントによるトンネルの構築方法。