JPH0978981A - トンネル外側のライニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】老朽化したトンネルの外周にドーナツ状のライ
ニング層を構築することのできる、トンネル外側のライ
ニング方法を提供することを目的とする。 【解決手段】既設のトンネルａの外周とほぼ同一の内径
の中空部を開設した、中空シールド掘進機１を使用し、
この中空シールド掘進機１の一部には通常のシールド掘
進機を補助シールド掘進機２として固定し、中空シール
ド掘進機１による掘削土砂の排出、充填材の供給を補助
シールド掘進機２の内空部を通して行い、中空シールド
掘進機１によって、既設のトンネルａの外周を掘削した
後その掘削跡に充填材を充填して行う、トンネル外側の
ライニング方法を特徴としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル外側のラ
イニング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールドトンネルが都市のトンネルとし
て本格的に使用され始めたのは昭和４０年代である。そ
れ以来すでに３０年近く経過し、一部に老朽化の問題が
発生している。特に漏水による維持管理の問題が大きい
ために大型のトンネルにおいては、その外側に断面の大
きいトンネルを新たに構築し、その後に老朽化したトン
ネルを解体する方法が考案されている。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】しかし前記した従来
のトンネル外側のライニング方法にあっては、次のよう
な問題点がある。 ＜イ＞地下鉄のような営業線に使用しているトンネルで
は、老朽化したトンネルを解体しながら新しく更新して
ゆくことは困難である。 ＜ロ＞そのために老朽化したトンネルの周囲に、新たな
止水ゾーンを構築して覆工体を作る工法も考えられる。
これは図５に示すように、老朽化トンネルａの外側に、
それよりも外形の大きいシールド掘進機ｂで掘削して新
たなセグメントｃでトンネルを構築し、新たなセグメン
トｃと老朽化トンネルａとの間隔に止水材を注入して、
厚さをもった止水ゾーンを形成しようとするものであ
る。 ＜ハ＞しかし実際にはライニングできる余裕がほとんど
なく、新たなセグメントの組み立ては不可能である。 ＜ニ＞さらに内側に老朽化トンネルａが存在しているか
ら密室状態となる。そのために排土が困難であり、カッ
ターモーターなどの動力ケーブルなどの延長も困難とな
る。

【０００４】本発明は上記したような従来の問題を解決
するためになされたもので、老朽化したトンネルの外周
にドーナツ状のライニング層を構築することのできる、
外側のライニング方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明のトンネル外側のライニング方法
は、既設のトンネルの外周とほぼ同一の内径の中空部を
開設した、中空シールド掘進機を使用し、この中空シー
ルド掘進機の一部には通常のシールド掘進機を補助シー
ルド掘進機として固定し、中空シールド掘進機による掘
削土砂の排出、充填材の供給を補助シールド掘進機の内
空部を通して行い、中空シールド掘進機によって、既設
のトンネルの外周を掘削した後その掘削跡に充填材を充
填して行う、トンネル外側のライニング方法を特徴とし
たものである。

【０００６】

【本発明の実施の態様】以下図面を参照しながら本発明
のトンネル外側のライニング方法の実施例について説明
する。

【０００７】＜イ＞中空シールド掘進機 本発明の施工においては、中空シールド掘進機１を使用
する。これは施工対象の既設のトンネルａの外周とほぼ
同一の内径の中空部を開設した、筒状のシールド掘進機
である。そしてその前面には、中空のドーナツ状の円盤
を環状掘削円盤１１として使用する。この環状掘削円盤
１１の中空部分の内径も、施工対象の既設のトンネルａ
の外周とほぼ同一の寸法に形成してある。この環状掘削
円盤１１の後方には筒状ギア１３が取り付けてあり、こ
の筒状ギア１３に駆動ギア１４が係合して回転力を取り
出す機構である。

【０００８】さらに反力の取り方も独特である。通常の
シールド掘進機は、その前進の反力を後方に組み立てる
セグメント群に取る。しかし本発明の中空シールド掘進
機１は、後方にセグメントを組み立てないから、反力を
取ることはできない。これに代わって、掘進反力を既設
のトンネルａの外周から取る。そのために斜状ジャッキ
１２をトンネル軸に対して斜めに配置し、ジャッキ先端
の反力板は、既設のトンネルａの外形になじむような円
弧板を使用する。

【０００９】＜ロ＞補助シールド掘進機 この中空シールド掘進機１の一部（図では上部）には通
常のシールド掘進機を補助シールド掘進機２として固定
する。この補助シールド掘進機２の掘進反力は後方に設
置する補助トンネル２１のセグメントから取るもので、
通常のシールド掘進機である。ただし中空シールド掘進
機１の断面と、補助シールド掘進機２の断面とは一部が
重複して相互に掘削円盤を自由に回転できるように構成
する。そのために、中空シールド掘進機１の掘削円盤
と、補助トンネルの掘削円盤とが衝突しないように前後
方向に位置をずらして構成する。

【００１０】＜ハ＞補助シールド掘進機２の用途 既設のトンネルａの周囲のライニングのためには、補助
シールド掘進機２が必要となる。なぜなら、中空シール
ド掘進機１は前進した分だけその掘削跡を充填材で充填
して行くものであるから、中空シールド掘進機１を使用
しただけでは、掘削して発生する多量の土砂を後方へ排
出することができないからである。そのために泥水とし
て流動化した掘削土砂の排泥管ｐ１を、補助シールド掘
進機２の内部を通過させて坑外へ排出する。さらに中空
シールド掘進機１の掘削跡を充填する充填材を供給する
グラウト注入管ｐ２を、補助シールド掘進機２の内部を
通過させて坑外から導く。このように、中空シールド掘
進機１による掘削土砂の排出、充填材の供給を補助シー
ルド掘進機２の内空部を通して行うことが特徴である。

【００１１】

【施工方法】次に上記のような構成のシールド掘進機に
よる施工方法について説明する。

【００１２】＜イ＞中空シールド掘進機１による掘進 中空シールド掘進機１によって、既設のトンネルａの外
周を掘削する。この筒状シールド掘進機は、施工対象の
既設のトンネルａの外周とほぼ同一の内径の中空部を開
設してあり、前面には、中空のドーナツ状の円盤を環状
掘削円盤１１を設けてある。したがって対象とする既設
のトンネルａの外周に、二重筒状に設置し、環状掘削円
盤１１を回転駆動すれば、既設のトンネルａの外周には
一定の厚さの掘削跡が環状に掘削されて残される。掘削
と同時に、掘進機の前進のための反力を既設のトンネル
ａの外周から取る。 そのために斜状ジャッキ１２をト
ンネル軸に対して斜めに配置してあり、ジャッキ１２先
端の反力板は既設のトンネルａの外形になじむような円
弧板を形成している。したがってジャッキ１２を伸長す
ることによって、斜め方向からの掘進反力を取ることが
できる。

【００１３】＜ロ＞排泥、給水 掘進機の前進した分だけ多量の土砂が発生する。これを
後方へ排出するために、泥水を供給する送泥管ｐ３を補
助シールド掘進機２の内部を通過させて掘進機内部から
坑外へ泥水を供給し、掘削土砂を泥水として流動化す
る。そして掘削土砂の排泥管ｐ１を、補助シールド掘進
機２の内部を通過させて坑外へ排出する。このように、
中空シールド掘進機１による掘削土砂の排出、充填材の
供給を補助シールド掘進機２の内空部を通して行うこと
が特徴である。

【００１４】＜ハ＞掘削跡の充填 中空シールド掘進機１が前進した分だけその掘削跡を充
填材で充填して行く。そのために、中空シールド掘進機
１の掘削跡を充填する充填材を供給するグラウト注入管
ｐ２が、補助シールド掘進機２の内部に配置してある。
このグラウト注入管ｐ２を通過させて坑外から導いた充
填材Ｇを掘削跡に充填してゆく。こうして既設のトンネ
ルａのすぐ外側を、完全に充填材Ｇで置き換え、ライニ
ングを完成する。

【００１５】

【本発明の効果】本発明のトンネル外側のライニング方
法は以上説明したようになるから次のような効果を得る
ことができる。 ＜イ＞既設のトンネルを破壊しないてその外周に良好な
充填材による完全な置き換え層を形成することができ
る。したがって地下鉄や下水道などを使用したまま、そ
の外周をライニングすることができ、きわめて経済的で
ある。 ＜ロ＞ライニング層に接近して補助トンネルが構築され
てゆく。そのために排土や充填材の供給はもちろん、作
業員の出入りも可能であるから、故障などに対する対応
も十分に可能であり、信頼性の高い工法である。 ＜ハ＞ライニング層に接近して構築した補助トンネルが
そのまま地中にに残るから、ケーブルの配管路、保守点
検路、あるいは避難路などとして有効に利用することが
できる。 ＜ニ＞既設のトンネルの老朽化の程度によっては、これ
を破壊して施工することももちろん可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトンネル外側をライニングする装置の
実施例の説明図

【図２】作業状態の斜面からの説明図

【図３】作業状態の側面からの説明図

【図４】作業状態の正面からの説明図

【図５】従来の施工方法の一例を示す説明図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】既設のトンネルの外周とほぼ同一の内径の
   中空部を開設した、中空シールド掘進機を使用し、 この中空シールド掘進機の一部には通常のシールド掘進
   機を補助シールド掘進機として固定し、 中空シールド掘進機による掘削土砂の排出、充填材の供
   給を補助シールド掘進機の内空部を通して行い、 中空シールド掘進機によって、既設のトンネルの外周を
   掘削した後その掘削跡に充填材を充填して行う、 トンネル外側のライニング方法
2. 【請求項２】既設のトンネルの外周とほぼ同一の内径の
   中空部を開設した、中空シールド掘進機を使用し、 この中空シールド掘進機の一部には通常のシールド掘進
   機を補助シールド掘進機として固定し、 中空シールド掘進機の掘進反力は既設のトンネルの外周
   から取り、 補助シールド掘進機の掘進反力は後方に設置するセグメ
   ントから取り、 中空シールド掘進機による掘削土砂の排出、充填材の供
   給を補助シールド掘進機の内空部を通して行い、 中空シールド掘進機によって、既設のトンネルの外周を
   掘削した後その掘削跡に充填材を充填して行う、 トンネル外側のライニング方法