JPS60226999A

JPS60226999A - トンネルの構築工法

Info

Publication number: JPS60226999A
Application number: JP59081509A
Authority: JP
Inventors: 萩本　博美; 豊加島; 紀夫近藤; 井上　正己; 小網　行広
Original assignee: TAIHO KENSETSU KK; TAIHOU KENSETSU KK
Current assignee: TAIHO KENSETSU KK; TAIHOU KENSETSU KK
Priority date: 1984-04-23
Filing date: 1984-04-23
Publication date: 1985-11-12
Also published as: JPH0340800B2

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）本発明はトンネルの構築工法に関する。

（従来技術）従来、地下鉄、道路トンネルなどをシールド工法によっ
て構築する場合、第１図に示すように、大型のシールド
機によって掘削断面が円形を呈する大口径の横坑を掘削
し、かつこの横坑に見合った外径のセグメント１を順次
組立ててトンネル−２−を構築している。この場合、円
形トンネルｌの上、下部は鉄道、自動車などの通行帯と
しては不用で無駄な空間３．４となるが、シールド工法
の性質上、掘削断面を円形にすることが望ましく、この
ためどうしても不要な断面を掘削せずに済ますことはで
きない。しかして、従来ではかかる空間３゜４を掘削す
ることから掘削土量も多く、それに伴う排土設備などが
必要となるため、非常に不経済であるという欠点があっ
た。

また、トンネル構築後、トンネル坑内に、例えば車輌５
用の路床６を構築すべくそれらの資材を搬入し、新たに
路床６を構築する工法を採っているため、構築作業が煩
雑であり、長いトンネルなどの場合、工期が長期化して
しまうという欠点があった。

（発明の目的）本発明は上記の点に鑑み提案されたもので、その目的と
するところは、シ−ルド掘進と略同時にトンネル内に路
床を構築していくことにより、工期を短縮化でき、かつ
路床の材料としてシールド掘進の際に生じる排土を利用
し得、費用が安く経済的であり、しかもこれによってト
ンネル外へ運び出す掘削土を削減でき、ずり出し設備を
従来よりも縮小でき、この面からも経済的なトンネルの
構築工法を提供するにある。

（発明の構成）以下、図面に沿って本発明を説明する。

第２図（イ）、（０）は本発明の一実施例を示すもので
、この実施例では、シールド掘進の際、必要に応じて掘
削土に所要の強度を得るに必要な硬化剤を添加して練り
混ぜ、この土を材料として切羽近くにおいてトンネル下
部に路床を構築していくことを特徴とするものである。

すなわち、図中１１ａはシールド機本体Ｕのシールド筒
、１２ａはシールド筒１１ａの後方に組み立てられトン
ネルＲを形成するセグメン１−であり、シールド筒１１
ａ前方部には隔壁１３が形成され、シールド筒１１ａ内
は切羽側の切羽室１４と坑内１５側とに区分され、かつ
切羽室１４の前部には地山を掘削するための回転可能な
回転カッター」が設けられている。１７は隔壁１３の下
方部に前端が接続された１次スクリューコンベアである
。そして、掘進にあたっては、回転カッター基により地
山を掘削し、その掘削土を切羽室１４および切羽室１４
に接続されるスクリューコンベア内に充満し、その状態
を維持しながら、セグメン：・１２ａ前端と隔壁１３ｆ
ｔ面との間に設けたシールドジヤツキ（図示せず）によ
りセグメント１２ａに反力をとって　シールド機本体旦
の掘進が行われる。なお、切羽室１４に接続された１次
スクリューコンベア１７は周知構成の通常のスクリュー
コンベアからなり、切羽室１４内に取り込まれた掘削土
を排出するためのもので、その後端部は斜め上方に立ち
上げて配置され、かつ２次スクリューコンベア胆と接続
されている。この２次スクリューコンベア遷は１次スク
リューコンベア１７とフレキシブルに連結され、シール
ド機本体旦の進行に追尾できるよう、例えば下部に車輪
を持つ架台（図示せず）により支持され、がっ、中空円
筒状の筒体１９と、この筒体１９の前部および後部に設
けられ、それぞれ独立して駆動可能な第１゜第２の駆動
モータ２０．２１と、この第１駆動モータ２０の軸と連
結され、かつ筒体１９の略中央部から前端部にわたって
設けられた第１の回転軸２２と、この第１回転軸２２に
設けられた、例えばリボンスクリュー、切欠スクリュー
からなる撹拌および搬送能力を兼ね備えたスクリュー羽
根２３と、第２駆動七−タ２１の軸と連結され、かつ筒
体１９の略中央部から後端部にわたって設けられている
とともに、前端部に必要に応じ掻き混ぜ棒２４が設けら
れた第２の回転軸２５と、この第２回転軸２５に設けら
れた通常のスクリュー羽根２６とを備えており、このス
クリュー羽根２６の前端と前記スクリュー羽根２３の後
端とは筒体１つの略中央部下方に設けられた開閉自在な
前方排土口２７の付近で接近して配置されている。また
、この前方排土口２７と筒体１９前端部との間には内部
にセメントや石灰などの硬化剤を注入するための硬化剤
注入管２Ｂが設けられ、かっスクリュー羽根２６の後端
部付近における筒体１９の後端部下方にも漬方排土口２
９が設けられて２次スクリコーコンベア靜−は構成され
ている。なお、３０は詳しくは後述する型枠、３１は硬
化剤混合土、３２は硬化剤混合土３１などからなる硬化
土、３３は硬化土３２により形成される路床上を移動し
、かつ掘削土砂を運搬する土砂搬送車、３４．３５は硬
化土３２中に必要に応じ適宜埋設される排水管や送気ダ
クトである。

次に本発明にかかる工法について説明する。

（１）、先ず、切羽側に面する硬化土３２の前端の前方
部に単位セグメント数すング分の間隔を介して型枠３０
を設ける。

（２）０回転カッター１６により地山を掘削し、切羽室
１４．１次スクリューコンベア１７．２次スクリューコ
ンベア郵内に掘削土砂が充満している状態を維持して掘
進する。

（３）１次いで、硬化剤を硬化剤注入管２８により２次
スクリューコンベア眼に注入しながらシールド機本体Ｕ
を掘進して、２次スクリューコンベア眼の前半部内で掘
削土と硬化剤とをスクリュー羽根２３を介し混ぜながら
前方排土口２７より外部に排土し、その硬化剤混合土３
１を（１）で設けた硬化±３２と型枠３０との間に投入
する。

このとき２次スクリューコンベア旦の後方の通常のスク
リュー羽根２６は停止させておく。

（４）、必要量の硬化剤混合土３１を投入し終ったら硬
化剤注入を停止して前方排土口２７のゲートを締め、か
つ駆動モータ２１を運転してスクリュー羽根２６を介し
後方排土口２９より排土しながら掘進する。排土は硬化
土３２上を移動する土砂搬送車３３などにより後方の立
坑まで搬送する。また、セグメント１２ａを順次継ぎ足
してトンネル丼を延長していく。

（５）、　（１）で設けた間隔のリング数の掘削が終っ
たら型枠３０を取り除く。

（６）、上記（１）〜（５）の作業手順を繰り返してト
ンネルｎおよびそのトンネル内に路床を構築していく。

なお、上記において、硬化剤と土を２次スクリューコン
ベア眼内で混ぜることは必ずしも必要ではなく、スクリ
ューコンベア胆を通常のコンベア構成とし、そこからの
排土を切羽付近のホッパー（図示せず）などに蓄わえて
、その土に硬化剤を混ぜてから型枠３０と硬化土３２の
間に投入してもよい。また、砂礫のような締め固めるだ
けで所要の強度を得られるものは硬化剤を必らずしも雁
加する必要がないことは云うまでもない。さらに、掘削
土が柔かい場合には、加える硬化剤の量を減らす目的で
掘削土に骨材を入れることもあり得ることは勿論である
。また、特に図示していないが、硬化剤混合土などをト
ンネル断面上部空間部に充填することとしてその利用を
図っても良い。

また、シールドトンネルを地下鉄や道路トンネルなどに
利用する際、路床下部に送気ダクト３５、排水管３４な
どを設置する必要がある。この場合、こうした埋設管は
、硬化剤混合土を型枠３０内に投入する時に、すなわち
、シールド掘進と並行して埋設することもできるし、ま
た、後から硬化土を開削して埋設することも可能である
。

しがして、上記実施例によれば、シールド掘進と同時に
トンネル内に路床の一部を順次構築していくので、工期
が短縮できる。また、地下水位下での大口径シールドに
おいてトンネル自体の浮力が自重以上になってしまう場
合、硬化±３２の重量によりトンネル■の安定化を図る
ことができる。

さらに、排土の一部を路床材料として利用するので、ト
ンネル自体したがって排土設備を簡便にでき、経済的である。

また、排土の一部を構造物材料としているために、トン
ネル内構造物構築に必要な資材が少なくてすむものであ
る。

第３図（イ）、（ロ）は本発明の第２実施例を示すもの
で、この実施例では前述の実施例における硬化土３２に
代え、例えば鋼材やプレキャスト部材をボルトなどて組
み立ててなり、路床として機能する構造物３６をシール
ド掘進の際に組み立てていくことを特徴としている。し
たがって、この例で用いられるシールド機本体旦゛には
　２次スクリューコンベア眼を設ける必要がなく、装置
の簡略化も併わせで図ることができる。

すなわち、　シールド機本体旦°には後端部に開閉自在
な排土口３７を有するスクリューコンベア１７゜が設け
られ、かつ坑内１５側において、スクリューコンベア１
７′の排土口３７より切羽側にトンネル内路床を形成す
る構造物３６を組み立てるスペースが確保されている。

このトンネル内路床を形成する構造物３６は、例えばセ
グメント数すング分の長さを単位長とするもので、立坑
より切羽近くまで運搬でき、そこでクレーン（図示せず
）などにより、容易に組み立てられる。

しかして、施工手順としては、（１）、シールド機本−１体−Ｕ′により構造物３６の
単位長さに当るリング数の掘削が終ったらすでに作られ
ている構造物３６に続けてその切羽側に路床を延長する
形で破線で示す如く構造物３６を組み立てる。また、セ
グメント１２ａを継ぎ足してトンネル豆を延長していく
。

（２）、構造物３Ｇの部材はシールド掘進中に立坑より
路床前端部まで予め運んでおく。

（３）、上記の作業を繰り返す。゛これにより、トンネルＶおよびトンネル内路床を構築す
ることができる。したがって、シールド掘進と同時に路
床としての役割りを果たすトンネル内構造物３６の一部
を構築していくので工期が短縮できる。

なお、上記（１）において、構造物３Ｇの組み立て時に
、構造物３６の内部に掘削土の一部を置いていくことも
可能であり、そうすることにより、トンネル内より運び
出す土量を少なくすることもでき、よって排土設備を簡
便にすることができ、かつ土の重量によりトンネルが安
定するものである。すなわち、地下水位下での大口径シ
ールドにおいてトンネル自体の浮力が、自重以上になっ
てしまう場合、トンネル内構造物３６や掘削土の重量に
よりトンネルＵの安定化を図ることができる。

また、構造物３６からなる路床内に送気ダクト３５や排
出管３４などを設置する必要がある場合には、構造物３
６の組み立てる際の掘削土投入時に、シールド掘進と並
行して内部に送気ダクト３５、排水管３４などを埋設し
ていけば良い。

なお、第１実施例、第２実施例はいわゆる土圧系シール
ド機について説明したが、手掘り式シールド工法や掘削
具にバックホーを取り付けた機械式シールド等にも適用
し得る口とは勿論である。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、シールド機を用いてトン
ネルを構築する工法において、シールド掘進と略同時に
トンネル内路床を形成するようにし、（イ）シールド掘進と同時にトンネル内路床を構築して
いくので、工期が短縮できる。

（ロ）地下水位下での大口径シールドにおいてトンネル
自体の浮力が自重以上になってしまう場合、硬化土また
は構造物からなる路床の重量によりトンネルの安定化を
図ることができる。

（ハ）排土の一部を路床材料として利用し得、この場合
トンネル外へ運び出す排土量が少なくてすみ、よって排
土設備を簡便にでき、経済的である。

（ニ）また、排土の一部を路床材料として利用した場合
、トンネル内路床構築に必要な資材が少なくてすみ、こ
の面からも経済的である。

などの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例、第２図（イ）は本発明に用いられるシ
ールド機本体の一実施例の断面図、（ロ）図は本発明に
よって構築されたトンネルおよびトンネル内路床例の正
面断面図、第３図（イ）、（ロ）は同上の他の実施例で
ある。１１、１１“・・・・シールド機本体、１４・・・・切
羽室、１６・−・一回転カツタ−１１７・・・・１次ス
クリューコンベア、１７′・・・・スクリューコンベア
、Ｕ−・・・・２次スクリューコンベア、３１・・・・
硬化剤混合土、３２・・・・硬化土、３６・・・・構造
物特許出願人大豊建設株式会社代理人　弁理士　高　山　道　１．・述区症省１名：第
１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シールド機を用いてトンネルを構築する工法にお
いて、シールド掘進と略同時にトンネル内路床を形成し
ていくことを特徴としたトンネルの構築工法。
（２）トンネル内路床は、必要に応じて掘削土に硬化剤
を添加して練り混ぜた硬化剤混合土からなる特許請求の
範囲第１項記載のトンネルの構築工法。
（３）　トンネル内路床は、鋼材やプレキャスト部材の
如き構造物からなる特許請求の範囲第１項記載のトンネ
ルの構築工法。
（４）構造物からなるトンネル内路床の内部に、掘削土
を投入する特許請求の範囲第３項記載のトンネルの構築
工法。