JPH09256776A

JPH09256776A - 大断面トンネルとその構築方法及びシールド機

Info

Publication number: JPH09256776A
Application number: JP6884496A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kazama; 広志風間; Fusao Kawakami; 房男川上; Yasuhiko Shigeta; 安彦重田; Hiroyuki Kawaguchi; 博行川口; Shinji Seki; 伸司関; Kazuo Miyazawa; 和夫宮沢; Hiroyuki Kubo; 裕之久保; Hisao Arai; 久雄荒井; Hisashi Takenaka; 久竹中; Minoru Imai; 實今井
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 1997-09-30
Anticipated expiration: 2016-03-25
Also published as: JP3516192B2

Abstract

(57)【要約】【課題】薬液注入によらず、確実な止水を低コストで
実現する。【解決手段】トンネル空間３を確保するトンネル構造
体２が、隣接形成された多数の小口径シールドトンネル
４により構成され、これら隣接形成された小口径シール
ドトンネル４の覆工体９の一部が相互に重合することで
トンネル構造体２が一体化されている大断面トンネルに
おいて、前記重合部分の各小口径シールドトンネル４の
覆工体９の境界Ｋに、水に触れると膨脹して境界Ｋの隙
間Ｈを塞ぐ止水材３０を、構築すべきトンネルの長手方
向に沿って連続的に設置した。止水材３０は、先行する
小口径シールドトンネル４Ａの覆工体９の切削面に、後
行する小口径シールドトンネル４Ｂを形成するシールド
機によって敷設して行く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地山の土圧に抗す
る半筒状または筒状のトンネル構造体を、周方向に隣接
形成した多数の小口径シールドトンネルによって構成し
た大断面トンネル及びその構築方法、並びに大断面トン
ネルを構築する際に用いるシールド機に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平３−２５０１９５号公報にこの種
の大断面トンネルの構造及びその構築方法が示されてい
る。この技術は、シールド工法の利点を有効活用するこ
とで、高品質かつ低コストにてトンネルの大断面化を図
れるようにしたものである。

【０００３】図１３、図１４を用いてその内容を簡単に
説明する。図１３は大断面トンネル１の構築手順を示す
図であり、図（ｃ）は完成した大断面トンネル１の断面
図である。図（ｃ）に示すように、この大断面トンネル
１は、全体として筒状に形成され地山の土圧に抗して内
部空間を形成するトンネル構造体２と、該トンネル構造
体２の内部に形成されたトンネル空間３とから構成され
ている。トンネル構造体２は、構築すべきトンネルの長
手方向に延び且つ互いに周方向に隣接する多数の小口径
シールドトンネル（以下、単に「シールドトンネル」と
いう）４によって構成されている。トンネル構造体２
は、シールドトンネル４がトンネル断面の計画線に沿っ
て環状に配設されることにより、全体的に断面円形の環
状に形成されている。

【０００４】各シールドトンネル４は、多数のセグメン
トにより組み立てられた筒状構造体６と、該筒状構造体
６の背面側に後打ちされたコンクリートあるいはモルタ
ル等の裏込充填材７とからなる覆工体９により覆工され
たものとなっている。但し、ここで筒状構造体６の、シ
ールド機によって掘削された掘削穴の内径に対する径
は、通常一般のシールドトンネルと比べた場合に極めて
小口径となっている。各シールドトンネル４は、隣り合
うシールドトンネル４との離間寸法が、シールドトンネ
ル４自身の外径より小さく設定されており、これによ
り、互いに隣接するシールドトンネル４の覆工体９を構
成する裏込充填材７同士が、互いに重合したものとなっ
ている。そして、これにより、各シールドトンネル４の
裏込充填材７が、連続して一体化されたものとなってい
る。

【０００５】この大断面トンネル１の構築は次のように
行われている。はじめに、多数のシールドトンネル４よ
りなるトンネル構造体２を、地山内に先行構築する。即
ち、まず、互いに隣接するシールドトンネル４のうち、
一つおきに配列されるもの（先行シールドトンネル）４
Ａを、図１３（ａ）に示すように先行構築する。これら
先行シールドトンネル４Ａの構築は、通常一般のシール
ド工法と同じ要領によって行うことができる。つまり、
図１４に示すようなシールド機１０を、その前面に設け
たカッタ１１により地山Ｇを掘削しながら推進させると
共に、シールド機１０の後方にて、掘削穴内に円弧状の
セグメントをリング状に組み上げて行き、筒状構造体６
を形成して行く。但し、この場合、シールド機１０とし
てテールボイドの極めて大きいものを使用し、これによ
り、筒状構造体６を、掘削穴内径に対して小径に形成す
る。筒状構造体６が形成された部分については、その背
面側空隙、即ち筒状構造体６と掘削穴との間に前記裏込
充填材７を打設する。これによって覆工体９を完成す
る。

【０００６】上記の如くして先行シールドトンネル４Ａ
が完成したら、次に図１３（ｂ）に示すように、各先行
シールドトンネル４Ａの間に、後行シールドトンネル４
Ｂを形成する。後行シールドトンネル４Ｂの形成工程
も、先行シールドトンネル４Ａと同様である。但し、先
行シールドトンネル４Ａの離間距離は、前述したように
シールドトンネル４自身の外径寸法より小さいので、２
本の先行シールドトンネル４Ａ、４Ａ間に後行シールド
トンネル４Ｂを形成する際には、地山と共に、両側の先
行シールドトンネル４Ａ、４Ａを構成する裏込充填材７
の一部を同時に切削する。その際、先行シールドトンネ
ル４Ａの筒状構造体６が小径に形成されているので、こ
の筒状構造体６と干渉することはなく、裏込充填材７の
みを切削することができる。

【０００７】そして、上記の如くシールド機１０にて２
つの先行シールドトンネル４Ａ、４Ａ間を掘削すると共
に、その掘削穴内に筒状構造体６を組み立てて行き、そ
の後工程で順次、背面側に裏込充填材７を打設すること
により、先行シールドトンネル４Ａと連続した後行シー
ルドトンネル４Ｂを形成し、これにより、一体のトンネ
ル構造体２を構築する（第１の工程）。

【０００８】上記のようにしてトンネル構造体２を構築
したら、地山における該トンネル構造体２に囲繞された
部分を掘削してトンネル空間３を形成すれば、大断面の
トンネル１が完成する（第２の工程）。トンネル構造体
２の内部地山の掘削は、通常一般に使用される掘削機に
よって行うが、この段階でトンネル構造体２が既に構築
されており、これにより地山が支持されているので、支
保工等は一切設ける必要がない。

【０００９】ところで、上記のように多数のシールドト
ンネル４を連結してトンネル構造体２を構成した場合、
シールドトンネル４を重合一体化した部分（継目部分）
からの漏水の心配がある。そこで、このような場合に備
えて、従来では、漏水が発生する可能性のある箇所に対
して薬液注入を行う方法が考えられている。図１５は薬
液注入を行った場合の想定図である。図において、１４
は薬液注入部、１３は薬液注入管である。薬液注入管１
３は、シールドトンネル４の内部空間にコア抜機やボー
リング機を入れて形成し、この薬液注入管１３を通し
て、シールドトンネル４の外部の地山Ｇ中に薬液を注入
する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
薬液注入によってシールドトンネル４の継目部分の止水
を行った場合、費用が高くつく上、トンネル空間３の掘
削時にトンネル構造体２の変形により薬液注入部１４の
一部に破壊が生じた場合、確実な止水を行うことが困難
になる可能性があった。

【００１１】本発明は、上記事情を考慮し、確実な止水
を低コストに実現できるようにした大断面トンネル、そ
の構築方法、及び大断面トンネルを構築するのに用いる
シールド機を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の大断面
トンネルは、半筒状または筒状に形成され地山の土圧に
抗して内側にトンネル空間を確保するトンネル構造体を
有し、該トンネル構造体が、構築すべきトンネルの長手
方向にそれぞれ延び且つ周方向に隣接して形成された多
数の小口径シールドトンネルにより構成され、これら隣
接して形成された小口径シールドトンネルの覆工体の一
部が相互に重合することで前記トンネル構造体が一体化
されている構造の大断面トンネルにおいて、前記重合部
分の各小口径シールドトンネルの覆工体の境界に、水に
触れると膨脹して前記境界に生じる隙間を塞ぐ止水材
を、構築すべきトンネルの長手方向に沿って連続的に設
置したことを特徴とする。

【００１３】請求項２の発明の大断面トンネルの構築方
法は、構築すべきトンネル断面の計画線上に、構築すべ
きトンネルの長手方向に延びる小口径シールドトンネル
を周方向に隣接させて多数形成し、隣接する小口径シー
ルドトンネルの覆工体の一部を重合させることで、一体
化した半筒状または筒状のトンネル構造体を構築する第
１の工程と、該第１の工程後に、前記トンネル構造体に
より囲まれた内部の土砂を掘削除去することによりトン
ネル空間を形成する第２の工程とを備え、前記隣接する
小口径シールドトンネルを形成する際に、先行して形成
した小口径シールドトンネルの覆工体の一部を、後行す
る小口径シールドトンネルのシールド機で地山と共に切
削しながら掘進して覆工を行うことにより、先行と後行
の小口径シールドトンネルの覆工体の一部を重合させる
大断面トンネルの構築方法において、前記後行する小口
径シールドトンネルをシールド機で形成する際に、シー
ルド機の前進に伴って、先行する小口径シールドトンネ
ルの覆工体の切削面と、後行する小口径シールドトンネ
ルの覆工体との隙間に、該隙間を塞ぐ止水材を、構築す
べきトンネルの長手方向に沿って連続的に敷設すること
を特徴とする。

【００１４】請求項３の発明の大断面トンネルの構築方
法は、請求項２において、前記多数の小口径シールドト
ンネルのうち、先行する小口径シールドトンネルを一つ
おきに先行構築し、その後、先行する小口径シールドト
ンネルの間に、後行する小口径シールドトンネルを構築
することを特徴とする。

【００１５】請求項４の発明の大断面トンネルの構築方
法は、請求項２または３において、前記止水材が、設置
箇所の水に触れてから膨脹する膨脹遅延処理タイプのも
のであることを特徴とする。

【００１６】請求項５の発明の大断面トンネルの構築方
法は、請求項２〜４のいずれかにおいて、前記止水材を
長尺の線状体に形成してリールに巻いた状態で保管し、
該止水材を、シールド機の内部からスキンプレートの外
部に防水シールを介して繰り出すことを特徴とする。

【００１７】請求項６の発明の大断面トンネルの構築方
法は、請求項２〜５のいずれかにおいて、前記止水材を
シールド機の外部に繰り出す際に、位置決め手段によっ
て止水材の位置決めを行うことを特徴とする。

【００１８】請求項７の発明のシールド機は、請求項１
記載の小口径シールドトンネルを形成するためのシール
ド機であって、前記隣接する小口径シールドトンネルの
覆工体の境界に前記止水材を設置するための止水材敷設
装置を備えたことを特徴とする。

【００１９】請求項８の発明のシールド機は、請求項７
において、前記止水材敷設装置が、スキンプレートの内
側に配設され長尺の線状体としての止水材を順次繰り出
すリールと、スキンプレートに設けられた止水材の繰り
出し孔と、該繰り出し孔に配設されスキンプレートの外
部から内部への水の侵入を防止する防水シールとからな
ることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態の大断面
トンネル１（全体は図１３参照）のトンネル構造体２の
一部（環状のトンネル構造体２の上端）を拡大して示す
断面図である。この大断面トンネル１は、図１３に示し
た大断面トンネルと同様に、トンネル構造体２と、その
内部のトンネル空間３とからなり、トンネル構造体２
は、周方向に隣接する多数の小口径のシールドトンネル
４により構成されている。

【００２１】各シールドトンネル４は、筒状構造体６と
その背面側の裏込充填材７からなる覆工体９で覆工され
ており、隣接するシールドトンネル４の覆工体９の裏込
充填材７同士が互いに重合している。シールドトンネル
４の群は、一つおきに先行して構築された先行シールド
トンネル４Ａと、先行シールドトンネル４Ａ、４Ａ間に
後行して構築された後行シールドトンネル４Ｂとからな
り、隣接するシールドトンネル４Ａ、４Ｂの相互に重合
した覆工体９の境界（継目）Ｋには、水に触れると膨脹
して、境界Ｋに生じる隙間Ｈを塞ぐ止水材３０が、大断
面トンネルの長手方向に沿って連続的に設置されてい
る。止水材３０は、断面略円形のトンネル構造体２の径
方向、つまり後行シールドトンネル４Ｂの周方向に、間
隔をおいてたとえば３本ずつ設置されている。なお、止
水材３０の所要本数は１本以上であれば適宜で良い。

【００２２】このように、覆工体９の境界（継目）Ｋに
止水材３０を設置したことにより、図２に示すように境
界Ｋに隙間Ｈが生じて漏水が起こった場合、水が止水材
３０に触れることで、止水材３０が膨脹し、水の通る隙
間Ｈを塞いで、止水を行う。従って、内部空間（トンネ
ル空間３）の掘削時に、トンネル構造体２に多少の変形
が生じて、シールドトンネル４の継目に隙間が生じて
も、確実な止水を行うことができる。また、重合する覆
工体９の境界Ｋに止水材３０を設置しただけの構成であ
るから、薬液注入のような費用のかかる面倒な工程が不
要で、低コストに遮水性を高めることができる。

【００２３】なお、止水材３０としては、例えば建築用
水膨脹止水材である「ビノンハイドロタイト・アクアジ
ェイ（商品名：シーアイ化成株式会社製造、岩野物産株
式会社販売）」を用いる。この止水材３０は、コンクリ
ート打設までの期間中に、雨水や地下水等との一時的な
接触による膨脹を抑制するよう特殊な膨脹遅延処理（膜
処理）を施したものであり、コンクリート中のアルカリ
水と反応後に吸水膨脹する機能を有している。

【００２４】この止水材３０の断面形状としては、図３
に示すように、各種のタイプを適宜選択することができ
る。その場合、いずれも長尺の線状体として構成される
関係上、引張力に対抗できるように、止水材本体３１の
断面の中心部に芯材３２が通されている。芯材として
は、ワイヤー、薄鋼板、ガラス繊維、炭素繊維、あるい
は高強度プラスチック等が利用できる。ここでは、
（ａ）に断面円形の止水材３０Ａ、（ｂ）に断面正方形
の止水材３０Ｂ、（ｃ）に断面矩形の止水材３０Ｃを例
示する。

【００２５】この大断面トンネルの構築は次のように行
う。はじめに、先行シールドトンネル４Ａを形成する。
次に、後行シールドトンネル４Ｂを形成する。そして、
シールドトンネル４Ａ、４Ｂの形成によってトンネル構
造体２を構築したら、トンネル構造体２の内部の土砂を
掘削して、トンネル空間３を形成する。以上の基本的な
工程は従来と同じである。違う点は、後行シールドトン
ネル４Ｂを、図４に示すシールド機５０で形成する際
に、前進に合わせてシールド機５０により、図５に示す
ように、先行シールドトンネル４Ａの覆工体９の切削面
に対して止水材３０を敷設しながら、覆工を行う点であ
る。

【００２６】以下、その点を詳しく述べる。まず、後行
シールドトンネル４Ｂを形成するためのシールド機５０
について説明する。このシールド機５０は、図４に示す
ように、前端にカッタ５１、外周にスキンプレート５２
を有するもので、内部の後側に、裏込充填材７の注入管
５４を備えると共に、その前側に、止水材３０をシール
ド機５０の前進に応じて繰り出して行くための止水材敷
設装置３３を備えている。この後行シールドトンネル４
Ｂを形成するシールド機５０は、先行シールドトンネル
４Ａの裏込充填材７の一部を土砂と一緒に切削し前進し
て行くものであり、このときスムーズに前進するため
に、先行シールドトンネル４Ａの裏込充填材７を、シー
ルド機５０は自身の外径よりも多少大きめに切削する
（余掘り）ようになっている。このため、裏込充填材７
の切削面とシールド機５０のスキンプレート５２との間
には、隙間６０が形成される。止水材敷設装置３３は、
この隙間６０に止水材３０を設置するものであり、必要
数だけ設けられている。

【００２７】長尺の線状体として構成された止水材３０
は、シールド機５０の内部にて、リール３５に巻き取ら
れて、小さな形態で保管されている。スキンプレート５
２には、止水材３０を外部に導出するための出口５５が
設けられており、その出口５５には、止水材３０を誘導
しながらスキンプレート５２の外部後方へスムーズに導
出するための導出管５６が設けられている。導出管５６
の内部には、図６、図７に詳細を示すように、外部から
の水の侵入を防止するための防水シール５７が設けられ
ている。止水材敷設装置３３は、前述した止水材３０の
繰り出し機能を備えたリール３５と、導出管５６と、防
水シール５７とから構成されている。

【００２８】なお、導出管５６及び防水シール５７の形
状は、止水材３０の断面形状に応じて変化させる。図７
は断面円形の止水材３０の場合を示す。この場合は、図
８（ａ）に示すように、断面円形の導出管５６の内部
に、柔らかいゴム等でできた円環状の防水シール５７が
嵌合されている。防水シール５７の中心孔５７ａは、止
水材３０の外径より若干小さめに設定してあり、そこ
へ、図８（ｂ）に示すように止水材３０を挿通させるこ
とにより、防水シール５７が変形して、止水材３０と膨
出管５６の隙間が封じられている。

【００２９】また、それ以外の防水シールとして、図９
に示すようなものも考えられる。この防水シール５８
は、（ａ）に示すように袋状のもので、（ｂ）に示すよ
うに止水材３０を通した後で、連通管５８ａより内部に
油等の液体を封入することにより、自身が膨んで、止水
材３０と導出管５６の隙間を封じる。

【００３０】止水材３０は、前述した止水材敷設装置３
３によって、スキンプレート５２の外部に導出される。
この場合、止水材３０は、先行と後行のシールドトンネ
ル４Ａ、４Ｂの裏込充填材７、７の間に設置する必要が
あり、設置する時点で、先行シールドトンネル４Ａの裏
込充填材７の切削面に対して止水材３０を押し付けてお
く必要がある。そこで、このシールド機５０では、図１
０に示すように、止水材３０の出口５５の後側におい
て、外部に導出された止水材３０を先行シールドトンネ
ル４Ａの裏込充填材７の切削面に押し付けるための止水
材押付機構６２が設けられている。

【００３１】この止水材押付機構６２は、スキンプレー
ト５２に形成した開口６５に出没自在に収容された押付
ブロック６６を中心に構成されている。開口６５の内側
には開口６５からの漏水を防止する液密ケース６３が設
けられ、液密ケース６３内に押付ブロック６６を外方へ
押し出すスプリング６４が配設されている。押付ブロッ
ク６６は、スプリング６４の力で外方に押されること
で、スキンプレート５２の外部に導出される止水材３０
を、先行シールドトンネル４Ａの裏込充填材７の切削面
に押し付ける。その場合、一定位置に止水材３０を押付
けて保持しておく必要があるから、図１１（ａ）に示す
ように、押付ブロック６６の先端には、止水材３０を位
置決め保持する段部（位置決め手段）６６ａを設けてい
る。また、必要に応じて、図１１（ｂ）に示すように、
裏込充填材７の切削面に溝（位置決め手段）６８を形成
し、この溝６８に止水材３０を嵌め込むようにしてもよ
い。この溝６８は、止水材３０の出口より前側に溝切り
カッタを設けておけば、容易に形成可能である。

【００３２】前記シールド機５０で後行シールドトンネ
ル４Ｂを形成する際に、止水材敷設装置３３で止水材３
０をスキンプレート５２の外部に繰り出して行き、止水
材押付機構６２で所定位置へ位置決めしながら、先行シ
ールドトンネル４Ａの裏込充填材７の切削面に押し付け
て行く。そして、シールド機５０で後行シールドトンネ
ル４Ｂの覆工を行うことにより、止水材３０を、先行と
後行のシールドトンネル４Ａ、４Ｂの覆工体９の境界
（継目）に設置して行く。最終的には、止水材３０は、
後行シールドトンネル４Ｂの裏込充填材７の固化によ
り、後側から固定されて行く。従って、止水材３０は、
シールド機５０の前進に合わせて、固化した後方部分か
ら引っ張られ、順次リール３５から繰り出されることに
なる。

【００３３】なお、リール３５にセットできる止水材３
０の長さには限度があるため、保管してある止水材３０
がなくなったら、新しいものと取り替える。その際、先
に敷設したものと新たにセットしたものを接続してか
ら、繰り出すようにする。接続にあたっては、芯材３２
をまず接続し、その後で水膨脹性の止水材本体３１を接
着剤等により接続する。

【００３４】上のように止水材３０を敷設する際、掘進
によって形成する掘削穴の径は、図１２に示すように、
その掘削穴とスキンプレート５２との間隙６０が、止水
材３０の径よりも小さくなるように設定すれば、シール
ド機５０と先行シールドトンネル４Ａの裏込充填材７と
の間に、押し潰した形態で止水材３０を設置することが
でき、確実な位置決めができるようになる。図１２の
（ａ）が止水材３０の原形を示し、（ｂ）は押し潰した
形を示す。このように押し潰した形にするため、止水材
３０には柔らかく且つ復元力の大きな材料を選定する必
要がある。

【００３５】以上のように、先行シールドトンネル４Ａ
の覆工体の切削面に止水材３０を敷設しながら、後行シ
ールドトンネル４Ｂを形成して行くことにより、確実か
つ容易に、止水材３０を隣接するシールドトンネル４
Ａ、４Ｂの覆工体９の継目（境界）Ｋに設置して行くこ
とができ、図１の大断面トンネルを構築することができ
る。この場合、シールド機５０は、ほとんど通常一般の
シールド工法と同じ工程を実行するだけであるから、薬
液注入による方法と違って、簡単にかつ低コストに遮水
性に優れた大断面トンネルを構築することができる。

【００３６】また、止水材３０をリール３５に巻いた状
態から順次スキンプレート５２の外部に繰り出して行く
ので、安定供給しながら止水材３０を敷設して行くこと
ができる。しかも、止水材３０を繰り出す導出管５６に
は防水シール５７を設けているので、外部からシールド
機５０の内部への水の侵入を確実に止めることができ
る。また、膨脹遅延処理タイプの止水材３０を用いてい
るので、シールド機３０内で止水材３０を小さく保管す
ることができ、設置後に覆工してから所望の止水機能を
発揮させることができる。さらに、止水材３０は、押付
ブロック６６の段部６６ａや溝６８によって所定位置に
位置決めされるので、安定した確実な止水を行うことが
できる。

【００３７】なお、止水材３０は、漏水が発生する可能
性のある箇所に限定して設置しておけば足りる。また、
上記実施形態では、トンネル断面が円形の場合を示した
が、断面円形に限定されるものではなく、馬蹄形、半円
形、あるいはその他の断面形状に形成することも勿論可
能である。また、上記実施形態では、一つおきに先行シ
ールドトンネル４Ａを形成し、次に、先行シールドトン
ネル４Ａの間に後行シールドトンネル４Ｂを形成してい
るが、隣接するシールドトンネル４の一方を先行して構
築し、他方を後行して構築し、後行シールドトンネル構
築時に止水材３０を設置する工法をとれば、上記のシー
ルド機５０を用いて容易に止水材３０の設置を行うこと
ができる。例えば、ある一つのシールドトンネルを形成
し、そこから順々に一定方向回りにシールドトンネルを
施工する場合にも本発明は適用できる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、トンネル構造体を構成する小口径シールドトン
ネルの継目（境界）に、水に触れると膨脹する止水材を
設置したので、継目に隙間が生じて漏水が起こった場
合、水が止水材に触れることで、止水材が膨脹し、水の
通る隙間を塞いで、止水を行う。従って、内部空間（ト
ンネル空間）の掘削時に、トンネル構造体に多少の変形
が生じ、小口径シールドトンネルの継目に隙間が生じて
も、確実な止水を行うことができる。また、本発明で
は、小口径シールドトンネルの形成時に、重合する覆工
体の境界に対して止水材を敷設するだけでよいから、薬
液注入のような費用のかかる面倒な工程を不要にするこ
とができ、低コストに確実に遮水性を高めることができ
る。

【００３９】請求項２の発明によれば、先行する小口径
シールドトンネルの覆工体の切削面に止水材を敷設しな
がら、後行する小口径シールドトンネルを形成していく
ことにより、確実かつ容易に、止水材を、隣接する小口
径シールドトンネルの覆工体の継目（境界）に設置して
行くことができ、請求項１の発明の大断面トンネルを構
築することができる。

【００４０】請求項３の発明によれば、一つおきに先行
シールドトンネルを形成し、その後で先行シールドトン
ネルの間に後行シールドトンネルを形成するので、先行
と後行のシールドトンネルが交互に並ぶことになる。そ
のため、先行と後行のシールドトンネルを２つのグルー
プに分けることができ、例えば先行シールドトンネルの
覆工体を、後行シールドトンネル形成時に切削しやすい
条件に設定することができ、シールドトンネル構築時の
効率化を図ることができ、全体の工程の合理化が図れ
る。

【００４１】請求項４の発明によれば、設置箇所の水に
触れてから一定の遅れ時間を経過した後に膨脹する膨脹
遅延処理タイプの止水材を用いるので、シールド機から
所定箇所に止水材を敷設するまでの段階では、収縮した
状態を維持し、所定箇所にセットし、設置箇所において
水に触れてから初めて膨脹して、止水機能を果たすよう
になる。よって、止水材を線状体として形成しておけ
ば、シールド機内において、リールに巻いた状態で小さ
い形で保管しておくことができ、順次止水材をリールか
ら繰り出して行くことにより、止水材を容易に、先行す
るシールドトンネルの覆工体の切削面に対して敷設する
ことができるようになり、後行するシールドトンネルの
覆工後に膨脹して止水効果を発揮するようになる。

【００４２】請求項５の発明によれば、止水材を、シー
ルド機の内部から防水シールを介してスキンプレートの
外部に繰り出して行くので、止水材の連続的な安定供給
が可能であると共に、シールド機内部への水の侵入を防
止することができる。

【００４３】請求項６の発明によれば、止水材の位置を
確定できるので、安定した確実な止水性能を発揮させる
ことができる。

【００４４】請求項７の発明のシールド機によれば、小
口径シールドトンネルを形成する際に、同時に止水材を
敷設していくことができる。よって、特別な工程を必要
とせずに、通常一般のシールド工法を行うだけで、遮水
性に優れた大断面トンネルを構築することができる。

【００４５】請求項８の発明のシールド機によれば、止
水材を、リールに巻いた状態から順次スキンプレートの
外部に繰り出して行くことにより、安定供給しながら止
水材を所定位置に敷設して行くことができる。また、そ
の時、外部からシールド機内部への水の侵入は、防水シ
ールによって確実に止めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の大断面トンネルにおけるト
ンネル構造体２の要部拡大断面図である。

【図２】図１のII部に隙間Ｈが生じ、水に触れて膨脹し
た止水材３０がその隙間Ｈを塞いでいる状態を示す断面
図である。

【図３】前記止水材３０の断面形状のタイプを示す図
で、（ａ）は断面円形の止水材３０Ａ、（ｂ）は断面正
方形の止水材３０Ｂ、（ｃ）は断面長方形の止水材３０
Ｃの各断面図である。

【図４】前記止水材３０を、後行の小口径シールドトン
ネル４Ｂを形成するシールド機５０によって敷設してい
る状態を示すトンネル長手方向に沿った断面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。

【図６】図４のＶＩ部の拡大図である。

【図７】図６の防水シール５７の取付部分の断面図であ
る。

【図８】図７の防水シール５７の初期セット時の状態
（ａ）と、使用時の状態（ｂ）とを示す断面図である。

【図９】前記防水シールの他の例を示す図であって、
（ａ）は初期セット時の状態を示す断面図、（ｂ）は使
用時の状態を示す断面図である。

【図１０】図４に示すシールド機５０に備わった止水材
３０の位置決め機構６２の構成を示す断面図である。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ矢視断面図であり、
（ａ）は第１の例の断面図、（ｂ）は第２の例の断面図
である。

【図１２】前記シールド機５０によって敷設した止水材
３０の、セット前の断面形状（ａ）とセット後の断面形
状（ｂ）とを示す断面図である。

【図１３】従来の大断面トンネルの構成及びその構築方
法の説明に用いる断面図で、（ａ）は先行する小口径シ
ールドトンネルを一つおきに形成した状態を示す部分断
面図、（ｂ）は先行する小口径シールドトンネルの間に
後行する小口径シールドトンネルを構築した状態を示す
部分断面図、（ｃ）は大断面トンネルの全体を示す断面
図である。

【図１４】図１３の小口径シールドトンネルをシールド
機によって形成している状態を示すトンネル長手方向に
沿った断面図である。

【図１５】従来の大断面トンネルにおける小口径シール
ドトンネルの継目の止水構造を示す断面図である。

【符号の説明】

Ｇ地山１大断面トンネル２トンネル構造体３トンネル空間４小口径シールドトンネル４Ａ先行シールドトンネル４Ｂ後行シールドトンネル９覆工体３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ止水材３３止水材敷設装置３５リール５０シールド機５２スキンプレート５５出口５６導出管（繰り出し孔）５７，５８防水シール６２止水材押し付け機構６６位置決めブロック（位置決め手段）６８位置決め溝（位置決め手段）Ｋ境界Ｈ隙間

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半筒状または筒状に形成され地山の土圧
に抗して内側にトンネル空間を確保するトンネル構造体
を有し、該トンネル構造体が、構築すべきトンネルの長
手方向にそれぞれ延び且つ周方向に隣接して形成された
多数の小口径シールドトンネルにより構成され、これら
隣接して形成された小口径シールドトンネルの覆工体の
一部が相互に重合することで前記トンネル構造体が一体
化されている構造の大断面トンネルにおいて、前記重合部分の各小口径シールドトンネルの覆工体の境
界に、水に触れると膨脹して前記境界に生じる隙間を塞
ぐ止水材を、構築すべきトンネルの長手方向に沿って連
続的に設置したことを特徴とする大断面トンネル。
【請求項２】構築すべきトンネル断面の計画線上に、
構築すべきトンネルの長手方向に延びる小口径シールド
トンネルを周方向に隣接させて多数形成し、隣接する小
口径シールドトンネルの覆工体の一部を重合させること
で、一体化した半筒状または筒状のトンネル構造体を構
築する第１の工程と、該第１の工程後に、前記トンネル構造体により囲まれた
内部の土砂を掘削除去することによりトンネル空間を形
成する第２の工程とを備え、前記隣接する小口径シールドトンネルを形成する際に、
先行して形成した小口径シールドトンネルの覆工体の一
部を、後行する小口径シールドトンネルのシールド機で
地山と共に切削しながら掘進して覆工を行うことによ
り、先行と後行の小口径シールドトンネルの覆工体の一
部を重合させる大断面トンネルの構築方法において、前記後行する小口径シールドトンネルをシールド機で形
成する際に、シールド機の前進に伴って、先行する小口
径シールドトンネルの覆工体の切削面と、後行する小口
径シールドトンネルの覆工体との隙間に、該隙間を塞ぐ
止水材を、構築すべきトンネルの長手方向に沿って連続
的に敷設することを特徴とする大断面トンネルの構築方
法。
【請求項３】前記多数の小口径シールドトンネルのう
ち、先行する小口径シールドトンネルを一つおきに先行
構築し、その後、先行する小口径シールドトンネルの間
に、後行する小口径シールドトンネルを構築することを
特徴とする請求項２記載の大断面トンネルの構築方法。
【請求項４】前記止水材が、設置箇所の水に触れてか
ら膨脹する膨脹遅延処理タイプのものであることを特徴
とする請求項２または３記載の大断面トンネルの構築方
法。
【請求項５】前記止水材を長尺の線状体に形成してリ
ールに巻いた状態で保管し、該止水材を、シールド機の
内部からスキンプレートの外部に防水シールを介して繰
り出すことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載
の大断面トンネルの構築方法。
【請求項６】前記止水材をシールド機の外部に繰り出
す際に、位置決め手段によって止水材の位置決めを行う
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の大断
面トンネルの構築方法。
【請求項７】請求項１記載の小口径シールドトンネル
を形成するためのシールド機であって、前記隣接する小口径シールドトンネルの覆工体の境界に
前記止水材を設置するための止水材敷設装置を備えたこ
とを特徴とするシールド機。
【請求項８】前記止水材敷設装置は、スキンプレート
の内側に配設され、長尺の線状体としての止水材を順次
繰り出すリールと、スキンプレートに設けられた止水材
の繰り出し孔と、該繰り出し孔に配設されスキンプレー
トの外部から内部への水の侵入を防止する防水シールと
からなることを特徴とする請求項７記載のシールド機。