JPH08232596A

JPH08232596A - 地下大断面掘削工法

Info

Publication number: JPH08232596A
Application number: JP7040084A
Authority: JP
Inventors: Toshio Takasaki; 敏雄高崎; Tetsuya Okamoto; 哲哉岡本; Yozo Kitano; 洋三北野; Minoru Yoneda; 実米田; Yukihiko Hisawa; 幸彦氷澤; Eiji Okagaki; 栄治岡墻
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1996-09-10

Abstract

(57)【要約】【目的】目的の場所に無駄なく、かつ、地上に障害を
及ぼさないで大断面の地下構築物スペースを掘削する。【構成】先行シールド機（Ａ１）の親シールド機（Ｂ
１）で組立てた円形セグメント（Ｓ１）と、後行シール
ド機（Ａ）の箱形シールド機（Ｃ２）で組立てた箱形セ
グメント（ｓ２）とを接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大規模な地下駐車場、
地下鉄、地下ホール、道路及びその分岐部やエネルギ地
下貯留用トンネル等の構築物スペースの地下大断面掘削
工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】地下に大規模すなわち大断面の構築物を
築造する場合、地上から土留壁を造成し、上から順次掘
削を行って目的の位置に構築物を築造したのち、上部を
埋め戻す工法が一般に行われている。

【０００３】また、例えば直径１４ｍまでの構築物につ
いては、現在の単円シールド工法による築造が可能であ
り、更に、直径２０ｍクラスの検討がなされている。し
かし、直径２０ｍクラス及びそれ以上の大断面の場合
は、機械的に、また、経済的に不利になる。そのため、
小口径シールド工法を基本にして地下大断面の構築物を
構築する工法が種々提案されている。

【０００４】また、空間形状が円形や卵形の場合、構築
物として機能を満たすためには、不必要な空間ができて
矩形断面に比べて効率が悪い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した問題
に鑑みてなされたもので、目的の場所に無駄なく、か
つ、地上に障害を及ぼさないで大断面の地下構築物スペ
ースを掘削する地下大断面掘削工法を提供することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、発進坑
及び到達坑を施工し、該発進坑から、円形の親シールド
機の一側に矩形の箱形シールド機を結合した先行シール
ド機を発進させたのち、該先行シールド機と同様な後行
シールド機を発進させ、先行シールド機の円形セグメン
トと後行シールド機の箱形セグメントとを接合して該箱
形セグメントに両親シールドトンネルからＰＣ鋼線を緊
結し、親シールドトンネル内から中間柱及びアースアン
カを施工したのち、前記円形セグメント及び箱形セグメ
ントで画成される地盤を掘削して地下大断面を掘削する
ことを特徴としている。

【０００７】更に本発明によれば、箱形セグメントの組
立ては、長手方向に分割したブロックセグメントの先頭
のブロックセグメントを、親シールド機から箱形シール
ド機テール部内の移動台車に乗せて次のブロックセグメ
ントをジョイントしながら順次押し出して行うことを特
徴としている。

【０００８】更に本発明によれば、円形セグメントと箱
形セグメントとの接合は、先行シールドの親シールドト
ンネルから防護注入を行い、ジョイント部の接合部セグ
メントの蓋セグメントを取り外したのち、該親シールド
トンネルから挿入セグメントを挿入してブロックセグメ
ントの端部に当接したのち、スペーサ及び蓋セグメント
を組立てて円形セグメントを形成することを特徴として
いる。

【０００９】また本発明によれば、円形セグメントと箱
形セグメントとの接合は、円形セグメントの一部に切欠
部を形成して後行シールドで掘削可能な材料を充填して
おき、後行シールド機掘進時の裏込め注入と先行シール
ド機の親シールドトンネルの中からの防護注入とにより
先行及び後行シールド間の止水を行い、円形セグメント
の接合部セグメントの蓋セグメントを撤去したのちにブ
ロックセグメントに連結することを特徴としている。

【００１０】また本発明によれば、円形セグメントと箱
形セグメントとの接合は、先行シールドのブロックセグ
メント端部に、裏込め注入により後行シールド機で掘削
可能で止水性に富む改良体を造成し、該改良体部分を後
行シールドの親シールド機で掘削し、通過後に該親シー
ルドトンネルからの裏込め注入により先行シールド及び
後行シールド間の止水を行ったのち、後行シールドの親
シールドの接合部セグメントの蓋セグメントを撤去した
のちにブロックセグメントに連結することを特徴として
いる。

【００１１】また本発明によれば、前記箱形セグメント
は分割したブロックセグメントをＰＣ鋼線で緊結する事
により外圧に対しての強度を増し、箱形セグメントの長
さを大きくすることを特徴としている。

【００１２】

【作用】上記のように構成された地下大断面掘削工法に
おいては、先行シールド機の円形セグメントに、後行シ
ールド機の箱形セグメントを接合し、この接合を例えば
順次、水平面〜垂直面〜水平面〜垂直面と連続して行
い、地下に矩形大断面の構築物スペースを構築する。

【００１３】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００１４】図１には、本発明を実施する全体を符号Ａ
で示すシールド機が示されている。このシールド機Ａは
円形の全体を符号Ｂで示す親シールド機と、その親シー
ルド機Ｂの一側に結合された全体を符号Ｃで示す箱形シ
ールド機とから構成されている。

【００１５】その親シールド機Ｂは、公知技術の泥水シ
ールド式又は土圧シールド式によるもので、先端にカッ
タディスク１が設けられている。

【００１６】他方、箱形シールド機Ｃは掘削土砂の取り
込みや、スクリューコンベア及びエレクタの関係から泥
水式のもので、先端からカッタヘッド・フード部１０、
ガーター部１２及びテール部１３とから構成されてい
る。

【００１７】そのカッタヘッド・フード部１０には、図
示の例では２対のドラム回転式カッタ１１又は面板回転
式カッタと、図示しないカッタ支持装置、スリット開閉
装置及び各種計測装置等が設けられている。また、ガー
ター部１２には、図示しないシールドジャッキ、カッタ
駆動装置、アジテータ、送排泥管及びスクリューコンベ
ア等が設けられている。また、テール部１３には、図示
しないテールシール、エレクタ、ブロックセグメント押
し出し装置、ブロックセグメント移動台車、ブロックセ
グメント固定装置及び裏込め注入装置等が設けられてい
る。

【００１８】次に図２ないし図４を参照して掘削の態様
を説明する。（１）発進、到達立坑施工工程掘削区間の支点、終点に、発進立坑、到達立坑を施工す
る。（２）先行シールド機掘進工程（図２）先行シールド機Ａ１は、カッタディスク１及びドラム回
転式カッタ１１で掘進し、親シールド機Ｂ１でＲＣ、ス
チール又はダクタイルの円形セグメントＳ１を組立て、
箱形シールド機Ｃ１で箱形セグメントｓ１を組立てる。

【００１９】その円形セグメントＳ１は図３に示すよう
に、図示の例では下側のセグメントａ、ａと、上側のセ
グメントｂ、ｂと、それらセグメントｂ、ｂの間のセグ
メントｅと、箱形セグメントｓ１に対向する側の接合部
セグメントｃと、その接合部セグメントＣに設けられた
蓋セグメントｃ１とから形成されている。なお、図中の
符号２０は接合部防護注入管である。

【００２０】また、箱形セグメントｓ１は、長手方向に
複数（図示の例では５個）に分割され、セグメントａ、
ｂ間の基部ブロックセグメントｆと、端部ブロックセグ
メントｈと、これら両セグメントｆ、ｈ間の３個の中間
ブロックセグメントｇとから形成されている。そして、
セグメントｆ〜ｈは印籠部２１により相互に嵌合され、
セグメント間ジョイント２２で連結され、更に、ＰＣ鋼
線緊結孔２３、２３が設けられている。また、ブロック
セグメントｆ〜ｈの前後部には、セグメントリング間ジ
ョイント２４が設けられ、前後が相互に連結されてい
る。

【００２１】この箱形セグメントｓ１は、箱形シールド
機Ｃ１のテール部１３に人が入れなくブロックセグメン
トｇ〜ｈの組立てが困難なので、順次移動台車に乗せた
後、次のブロックセグメントを親シールド機Ｂ２内でジ
ョイントしながらテール部１３に押し出して組立てる。

【００２２】（３）後行シールド機掘進工程（図２）後行シールド機Ａ２は、先行シールド機Ａ１と同様に掘
進し、親シールド機Ｂ２で円形セグメントＳ２を組立
て、箱形シールド機ｃ２で箱形セグメントｓ２を組立て
る。

【００２３】（４）先行シールド機円形セグメント及
び後行シールド機箱形セグメント接合工程（図１、図３
及び図４）イ．接合部防護工程親シールド機Ｂ１の接合部防護注入管２０から、円形セ
グメントＳ１と箱形セグメントｓ２との接合部Ｊに、防
護材２５を注入する。ロ．蓋セグメント取り外し工程親シールド機Ｂ１側から、蓋セグメントｃ１（図３）を
取り外す。ハ．発泡モルタル、裏込め注入材掘削工程親シールド機Ｂ１から円形セグメントの切欠部に充填さ
れている充填材２６、図示しない裏込め注入材を、ブロ
ックセグメントｈまで掘削する。ニ．挿入セグメント挿入工程親シールド機Ｂ１から挿入セグメントｄを挿入してブロ
ックセグメントｈに当接する。ホ．位置調整用スペーサ取付工程位置調整用スペーサ２７を挿入セグメントｄに当接さ
せ、蓋セグメントｃ１とのクリアランスを調整する。ヘ．蓋セグメント取付工程スペーサ２７に当接させて蓋セグメントｃ１を取付け
る。ホ．ＰＣ鋼線緊張及びグラウト工程ＰＣ鋼線緊結孔２３にＰＣ鋼線２８を挿通し、両親シー
ルド機Ｂ１、Ｂ２側から緊張し箱形ブロックｓ２の曲げ
強度を確保したのち、グラウト施工をして接合を終る。

【００２４】以下前記各工程を繰返して図２に示すよう
に巾Ｗ（例えば４０ｍ）、高さＨ（例えば３０ｍ）の範
囲に、円形セグメントＳ１、Ｓ２・・・と箱形セグメン
トｓ１、ｓ２・・・とを接合して組立てる。

【００２５】（５）中間柱施工工程（図２）親シールド機Ａ内に図示しないボーリングマシンを設置
し、そのボーリングマシンを用いてシールドセグメント
を貫通して中間柱２９を施工する。（６）アースアンカ施工工程親シールド機Ａ内から、図２の符号ａで示すように外方
を向けてアースアンカを施工する。（７）地下大空間構築物スペース掘削工程（図２）セグメントＳ１、Ｓ２・・・およびｓ１、ｓ２・・・で
画成された地下大空間構築物スペースＫを掘削する。な
お、（４）接合工程は、上記のものに限られるものでは
なく、次のように施工することができる。

【００２６】（４Ａ）先行シールド機Ａ１の円形セグ
メントＳ１の一部に、矩形又は矩形の切欠部を設け、そ
の切欠部に掘削可能な発泡スチロール等を充填してお
き、後行シールド機Ａ２の掘進時に裏込め注入と先行シ
ールド機Ａ１の親シールド機Ｂ１からの防護注入等とに
より、円形セグメントＳ１と箱形セグメントｓ２間の止
水を行い、円形セグメントＳ１の蓋セグメントｃ１を撤
去したのち、箱形セグメントｓ２と連結する。

【００２７】（４Ｂ）先行シールド機Ａ１の箱形セグ
メントｓ１の端部ブロックセグメントｈの端部に、裏込
め注入等により掘削可能で、かつ、止水性に富んだ改良
体を造成し、その改良体部分を後行シールド機Ａ２の親
シールド機Ｂ２で掘削し、裏込め注入により箱形セグメ
ントｓ１との止水を行ったのち、後行シールド機Ａ２の
蓋セグメントｃを撤去して円形セグメントＳ２と箱形セ
グメントｓ１と連結する。

【００２８】上記掘削において、先行、後行シールド機
Ａ１、Ａ２の蛇行には、次のようにして対応する。シー
ルド機Ａ１、Ａ２の掘進精度は、通常、計画線に対しプ
ラス・マイナス５０ｍｍ程度であり、両シールド機Ａ
１、Ａ２の相対位置の差を接合部Ｊで吸収する。この上
下、左右方向の掘進誤差を吸収するため、挿入セグメン
トｄ、位置調整用スペーサ２７及び蓋セグメントｃ１の
ＰＣ鋼線緊結孔２３及び仮組用ボルト孔は、誤差を吸収
できる範囲でオーバサイズとし、ベアリングプレートを
介して固定する。また、円形セグメントＳ１と箱形セグ
メントｓ２との間隔は、位置調整用スペーサ２７の枚数
を加減して調整する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下に記載されるような効果を奏する。（１）地下に大規模な構築物を築造する場合、側方土
圧を受ける土留工及び上下部荷重を受ける仮スラブをシ
ールド工で施工するため、従来工法における土留工、路
面覆工が不要であり、従って、地上占有もシールド機の
発進部、到達部だけで施工できる。

【００３０】（２）構築の巾が広い場合でも、円形セ
グメントの間は、ブロックセグメントをＰＣ鋼線等で強
固に連結され、ブロックセグメントに作用する曲げモー
メントが負担される。

【００３１】（３）構築巾が広く、中間柱が必要な場
合は、親シールドトンネル内から施工できる。

【００３２】（４）超大型断面であっても、接合形シ
ールド、中間柱、中間スラブとの組合せで施工が可能で
ある。

【００３３】（５）ブロックセグメント同志をＰＣ鋼
線で連結することにより、箱形セグメントを長くなする
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するシールド機を示す斜視図。

【図２】掘削の態様を説明する斜視図。

【図３】円形セグメント及び箱形セグメントを示す正面
図。

【図４】円形セグメント及び箱形セグメントの接合態様
を説明する正面図。

【符号の説明】

Ａ・・・シールド機Ａ１・・・先行シールド機Ａ２・・・後行シールド機Ｂ、Ｂ１、Ｂ２・・・親シールド機Ｃ、Ｃ１、Ｃ２・・・箱形シールド機Ｊ・・・接合部Ｋ・・・地下大空間構築物スペースＳ１、Ｓ２・・・円形セグメントａ、ｂ、ｅ・・・セグメントｃ・・・接合部セグメントｃ１・・・蓋セグメントｄ・・・挿入セグメントｆ・・・基部ブロックセグメントｇ・・・中間ブロックセグメントｈ・・・端部ブロックセグメントｓ、ｓ１、ｓ２・・・箱形セグメント１・・・カッタディスク１０・・・カッタヘッド・フード部１１・・・ドラム回転式カッタ１２・・・ガーター部１３・・・テール部２０・・・接合部防護注入管２１・・・印籠部２２・・・セグメント間ジョイント２３・・・ＰＣ鋼線緊結孔２４・・・セグメントリング間ジョイント２５・・・防護材２６・・・発泡モルタル２７・・・位置調整用スペーサ２８・・・ＰＣ鋼線２９・・・中間柱

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米田実大阪府大阪市西区阿波座一丁目３番15号鹿島建設株式会社大阪支店内 (72)発明者氷澤幸彦大阪府大阪市西区阿波座一丁目３番15号鹿島建設株式会社大阪支店内 (72)発明者岡墻栄治大阪府大阪市西区阿波座一丁目３番15号鹿島建設株式会社大阪支店内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発進坑及び到達坑を施工し、該発進坑か
ら、円形の親シールド機の一側に矩形の箱形シールド機
を結合した先行シールド機を発進させたのち、該先行シ
ールド機と同様な後行シールド機を発進させ、先行シー
ルド機の円形セグメントと後行シールド機の箱形セグメ
ントとを接合して該箱形セグメントに両親シールドトン
ネルからＰＣ鋼線を緊結し、親シールドトンネル内から
中間柱及びアースアンカを施工したのち、前記円形セグ
メント及び箱形セグメントで画成される地盤を掘削して
地下大断面を掘削することを特徴とする地下大断面掘削
工法。
【請求項２】箱形セグメントの組立ては、長手方向に
分割したブロックセグメントの先頭のブロックセグメン
トを、親シールド機から箱形シールド機テール部内の移
動台車に乗せて次のブロックセグメントをジョイントし
ながら順次押し出して行うことを特徴とする請求項１記
載の地下大断面掘削工法。
【請求項３】円形セグメントと箱形セグメントとの接
合は、先行シールドの親シールドトンネルから防護注入
を行い、ジョイント部の接合部セグメントの蓋セグメン
トを取り外したのち、該親シールドトンネルから挿入セ
グメントを挿入してブロックセグメントの端部に当接し
たのち、スペーサ及び蓋セグメントを組立てて円形セグ
メントを形成することを特徴とする請求項１記載の地下
大断面掘削工法。
【請求項４】円形セグメントと箱形セグメントとの接
合は、円形セグメントの一部に切欠部を形成して後行シ
ールド機で掘削可能な材料を充填しておき、後行シール
ド機掘進時の裏込め注入と先行シールド機の親シールド
機の中からの防護注入とにより先行及び後行シールド間
の止水を行い、円形セグメントの接合部セグメントの蓋
セグメントを撤去したのちにブロックセグメントに連結
することを特徴とする請求項１記載の地下大断面掘削工
法。
【請求項５】円形セグメントと箱形セグメントとの接
合は、先行シールドのブロックセグメント端部に、裏込
め注入により後行シールド機で掘削可能で止水性に富む
改良体を造成し、該改良体部分を後行シールド機の親シ
ールド機で掘削し、通過後に該親シールド機からの裏込
め注入により先行シールド及び後行シールド間の止水を
行ったのち、後行シールドの親シールドの接合部セグメ
ントの蓋セグメントを撤去したのちにブロックセグメン
トに連結することを特徴とする請求項１記載の地下大断
面掘削工法。
【請求項６】前記箱形セグメントは分割したブロック
セグメントをＰＣ鋼線で緊結する事により外圧に対して
の強度を増し、箱形セグメントの長さを大きくすること
を特徴とする地下大断面掘削工法。