JPH04149392A - 地下構造物の構築工法及びそれに用いるセグメント - 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） 近年、市街地の地下に構築される地下構造物！よシール
ド工法によって掘削して構築されること力（多くなって
いる。

このシールド工法は円形断面のシールド掘進機で地中に
円形の空洞を掘削し、該空洞の内側に鋼製又は鉄筋コン
クリート製のセグメントを覆工して円形断面の地下構造
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や地
下鉄道用トンネル等の地下構造物を構築する場合は、第
１３図の■に示すように、単線用のトンネルＴを適宜間
隔をもって夫々別個に構築して複線用の空間を確保した
り、或は同図の■に示すように、最初から複線用の空間
を有する大口径のトンネルＴ、を構築する工法がある。

しかし、前記■の工法においては複数のトンネルＴが夫
々別個に構築されるため、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構造
物等に悪影響を及ぼす懸念があった。

また、前記■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り、かつ掘削
土量も著しく増大するので工費が嵩むという問題があっ
た。

そこで、最近では同図の■に示すような、単用のトンネ
ルＴ２を２本相互に接触させて掘削る、いわゆる断面跋
ゆ形のシールド工法が提案れて実用化されつつある。

（発明が解決しようとする！ＩＩり しかしながら、上記■の工法においても断面；まゆ形で
あるため、前記■の複線用の空間を有゛る大口径のトン
ネルと比べ掘削土量はがなり低ｊできるが、まだ未利用
の空間が残ると共に、覆二構造物としてのセグメントの
形状が複雑化し、上下構造物としての力学的な安定性に
欠けるとい二問題があった。

そこで、本出願人らは道路用、地下鉄道用或番：通信施
設用トンネル等の地下構築物として、できるだけ無駄な
空間をなくし、かつ工費の低減及υ工期の短縮が図れる
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。

このシールド工法は、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前記ドラムカ
ッタへ伝達し、更に該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して、これらを駆動させる構造と
したものである。

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
右に伸縮自在としたことにより、トンネルの掘削幅を任
意に変えることができる四角形断面のトンネルが構築可
能となり、単体としての地下構造物を構築するための四
角形断面の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
ドトンネル等の地下構造物の構築工法を提供すると共に
、これらの地下構造物を連続的に形成して地下深部にお
ける大空間を構築するための工法を提供することを目的
とする。

（ＷＩＡＨ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地下構造物
の構築工法は、地下に断面四角形でがっ長尺の先行地下
空間体を形成し、該先行地下空間体の側面に設けたガイ
ド溝に、進行方向視において四角形のシールド掘進機の
側面に設けたガイド杆をスライド自在に嵌合し、該シー
ルド掘進機を前記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順次形成する
ことを特徴とする構成にすることである。

（作用） 而して、上記のような構築工法によれば、先行地下空間
体のガイド溝にシールド掘進機のガイド杆がスライド自
在に嵌合され、該シールド掘進機が前記先行地下空間体
に沿って掘進することにより、該先行地下空間体に隣接
して後行地下空間体が構築され、これらを順次繰り返す
ことにより地下空間体が連続的に連結された地下構造物
が構築される。

（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図はシール
ド掘進機の斜視図、第４図は先行地下空間体の斜視図で
ある。

［先行地下空間体の構築］ まず初めに、進行方向視において四角形のシールド掘進
機１、即ち第１図に示すものと同型で側面にガイド杆の
ないシールド掘進ｔ！Ａ１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にセグメントａを覆工し
て先行地下空間体Ａを構築する。

この先行地下空間体Ａの側壁には上下にガイド溝２が形
成されており、該ガイド７１１２には容易に押し出し可
能な充填材ｍが充填されている。

このガイド溝２はセグメントａの側壁に設けた、ガイド
孔２ａと溝孔２ｂとにより成る凹部２Ｃを連続的に合致
させて構成するものである。

［シールド掘進機の嵌合］ このように、先行地下空間体Ａを構築した後、シールド
掘進機１の側壁に設けたガイド杆３を、先行地下空間体
Ａ側面のガイド溝２にスライド自在に嵌合する。これは
ガイド杆３の先端を、前記先行地下空間体Ａのガイド？
１１２に挿入できる位１に設置した後、シールド掘進機
１をジヤツキで前進させて嵌合するものであり、該ガイ
ド杆３の杆体３ａがガイド孔２ａに、また支持材３ｂが
溝孔２ｂに夫々挿入されて、ガイド溝２がら取り外し不
能に嵌合される。このときガイド溝２の充填材ｍは溝孔
２ｂがら容易に押し出される。

［地下構造物の構築〕 次に、シールド掘進機１のガイド杆３を先行地下空間体
Ａのガイド溝２に嵌合した後、該先行地下空間体Ａに沿
ってシールド掘進機１を掘進させて先行地下空間体Ａと
隣接したシールドトンネルを掘削する。

そして、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（第１図
）。

このとき、後行地下空間体Ｂのセグメントａは、第８図
に示すように夫々の貫通孔ａ１同士を合致させるように
して覆工する。

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、先行及び後行地下空間体Ａ、Ｂ間の空隙部ｎ及
びガイド？１１２に後行地下空間体Ｂの注入口ａ２から
固結材５を充填して地下構造物Ｍを構築する（第８図）
。

尚、この注入口ａ２は先行地下空間体Ａに設けてもよい
。

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ａｌ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８図）。

固結材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Ｍ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７図の■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、その内部空間Ｓを掘
削排土することにより、第９図に示すような地下構造物
Ｍ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ものである。

前記シールド掘進機１は正面視において、コ字状の機体
１ｃ前部にカッタ６を備えた、前部及びｔｉｔｓシール
ド機１ａ、１ｂ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、前部シールド機１ａにおける側面の上
下部にガイド杆３が一対設けられている。

また、カッタ６は第３図に示すように、一対のドラムカ
ッタ６ｂと、該ドラムカッタ６ｂとの間に偏芯して設け
られた、リングカッタ６ｃとにより形成された掘削カッ
タ６ａが上下左右に配設され、進行方向視において方形
に形成されている。

また、第１０図に示すように、全体として台形に形成さ
れたカッタ７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１２図の■、■、■に示すような内部空間Ｓが
活用可能な地下構造物Ｍを構築することができる。

このカッタ７は第１１図に示すように、一対の円錐台形
のドラムカッタ７ｂと、該ドラムカッタ７ｂとの間に偏
芯して設けられた、円錐台形のリングカッタ７ｃとによ
り、全体として台形状に形成された掘削カッタ７ａが上
下左右に配設され、進行方向視において台形に形成され
ている。

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であると共に、地下構造物Ｍ
の内部空間Ｓ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。

（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の効果を有
する。

■　先行地下空間体に沿ってシールド掘進機を進するこ
とにより、断面四角形状の地下空間を連続的に連結して
形成することができるで、無駄な空間のない地下構造物
を構築するとかできる。

■　先行地下空間体に沿ってシールド掘進機を１進させ
て、後行地下空間体を構築することにり、掘進機中の蛇
行修正等の余分な作業をす。

必要がないので、施工期間の短縮及び工費の１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番より、
個々の地下空間体及び地下構造物の内１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出機が嵌合
した状態の正面図、第２図は同斜視図、第３図はシール
ド掘進機の斜視図、第４図は先行地下空間体の斜視図、
第５図は充填材が充填されたガイド渭の拡大断面図、第
６図はガイド杆が嵌入されたガイド渭の拡大断面図、第
７図の■及び■は地下構造物の断面図、第８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９
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１０図は先行地下空間体の側面に正面視に
おいて台形状断面のシールド掘進機が嵌合した状態の正
面図、第１１図は掘削カッタの拡大正面図、第１２図の
■、■、■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１３図の■、■、■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 Ｍ：地下構造物 １：シールド掘進機 ２ニガイド渭 ３　ニ ガイ ド杆 ｍ　： 充填材 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 地下に断面四角形でかつ長尺の先行地下空間体を形成し
   、該先行地下空間体の側面に設けたガイド溝に、進行方
   向視において四角形のシールド掘進機の側面に設けたガ
   イド杆をスライド自在に嵌合し、該シールド掘進機を前
   記先行地下空間体に沿つ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順次形成することを特徴とす
   る地下構造物の構築工法。