JPS6216310B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一次シールドセグメントが施こされた
既設トンネルの拡大予定区域に対して、軸線と直
交する方向に沿つた外周を推進する円周シールド
機を用いて拡大掘削する拡大シールド工法に関す
るものである。

地下鉄工事や地下ケーブル等の埋設工事のため
のトンネル掘削にはシールド工法が優れた工法と
して多く用いられているが、地下鉄の駅を構築し
たり地下ケーブルの連結作業を行う際にはトンネ
ルの一部を拡大させる必要が生じる。

上記拡大工事を行うための従来工法としては、
一般的にはシールド工法で構築されたトンネルの
拡大予定区域に対して地上から立坑を掘り、この
立坑を利用して拡大トンネルの構築が行なわれて
いた。

しかしながら近年市街地において地上および地
下の各種障害物の制限を受けてトンネルの構築路
線が地中深くなつている実情に鑑みてその実施が
次第に困難になつていると共に、折角掘削した立
坑も拡大工事後一部を除いて埋め戻さなければな
らないこと等からコスト的にも問題があつた。

そこで本願出願人はこれら従来工法を改善する
トンネル拡大掘削工法を先に特願昭56−153966
（特開昭58−98595号）で提案した。この新規工法
は、一次シールドを行つたトンネル内の拡大予定
区域の一方端部に対してシールド機の発進基地用
の拡大掘削部を設け、ここに一次シールドセグメ
ントの外周に沿つて軸線方向に推進する拡大シー
ルド機を設置し、当該拡大シールド機を推進させ
拡大掘削を行うと共に、拡大掘削部分の一次シー
ルドセグメントを順次取外しながら拡大掘削部に
二次シールドを施こすようにしたものである。

そこで本願では上記トンネル拡大工法における
軸線方向に推進される拡大シールド機の発進基地
用拡大部のように、軸線方向の長さが比較的短い
拡大掘削を行うのに好適な拡大シールド掘削工法
を提案するものである。すなわち本願は、一次シ
ールドセグメントが施こされた既設トンネルの拡
大予定区域に対して軸線方向と直交する方向に沿
つた外周を拡大掘削する工法であつて、 前記拡大予定区域の一次シールドセグメントを
軸線方向に沿つて直列状に取外し、この取外し部
分の地山を拡大掘削してここに円周シールド機を
設置し、前記拡大予定区域の両端には各々軸線方
向と直交する方向に沿つて各案内部材が取付けさ
れ、この案内部材に前記円周シールド機の基部を
嵌装して、シールドジヤツキの伸長により円周シ
ールド機を案内部材に沿つて順次推進させながら
一次シールドセグメントの外周を拡大掘削するこ
とを要旨とするものである。これにより拡大掘削
を行う際にわざわざ立坑を設ける必要もなく、通
常のトンネル掘削に何ら影響を与えることなく並
行作業により必要な区域に対して適宜拡大部を造
成することが出来る簡便な拡大シールド掘削工法
である。

以下に本発明の実施例を図面により説明する。

まず第１図Ａ〜Ｆは構築作業工程を示す説明図
である。

まず第１図Ａ工程図および第２図で示すよう
に、既設の一次トンネル１の外周に施こされた拡
大予定区域２内の一次シールドセグメント３のう
ち下部側のセグメント３ａを、拡大予定区域に沿
つて直列状にトンネルの内側から取外すと共に、
拡大予定区域内のセグメント３とこれに隣接する
拡大予定区域外のセグメント４との間に予め装着
した分割可能なガイドリング５のうち前記取外す
セグメント３ａに装着されたガイドリング片５ａ
を取外す。

前記拡大予定区域内の各セグメント３は取外し
を容易にするために予め碁盤割り状に配列した
り、各セグメントの接合面を内向き傾斜状にする
等の配慮をしておくことが望ましい。

上記取外したセグメント３ａ位置には鋼製ボツ
クス６を設置する。

この鋼製ボツクス６は角筒状の枠体であつて、
少くともトンネルの軸線と直交する方向の板材が
ネジ手段で取外し可能に張設されていると共に、
図示しないが枠体内に突出したジヤツキ受が設け
られている。

次に第１図Ｂ工程のように前記鋼製ボツクス６
のジヤツキ受と上部側の一次シールドセグメント
との間にジヤツキ７を設置し、ジヤツキの伸長に
より当該鋼製ボツクス６を地山８に圧入せしめ、
その内側を手掘りその他の掘削手段により掘削す
る。そして先設の鋼製ボツクス６を１ロツド沈設
したところで同様の鋼製ボツクスを積み重ねて再
びジヤツキの伸長で地山８中に沈設してその内側
を掘削する工程を繰り返しながら所定深さ迄沈設
して内部の掘削を行う。

次に第１図Ｃ工程のように、前記最初に沈設し
た鋼製ボツクス６の底面に底板６ａを取付ける。

上記の鋼製ボツクス６は土留め用のものであ
り、掘削部分の地山８の崩壊を防止するために設
定されるが、土質によつてはこれを省略すること
もできる。

そして第３図および第４図に詳細を図示する
が、円周シールド機９に前記取外したガイドリン
グ片５ａを嵌装した状態で鋼製ボツクス６内に設
定してガイドリング５を再び元の環状にさせ、こ
の鋼製ボツクス６とガイドリング片５ａを拡大予
定区域２の両脇に隣接する区域外のセグメント４
に緊結する。前記円周シールド機９は一般のシー
ルド機と同様に外周側先端に刃口を形成したスキ
ンプレート９ａと、このスキンプレート内に装着
されたシールドジヤツキ９ｂを備えている。この
シールドジヤツキ９ｂは基部がフード部の内側に
枢着され、シリンダーが後方に突出されている。

円周シールド機９はスキンプレート９ａが拡大
掘削する円周に一致する円弧状をなし、内径部を
一次シールドセグメント３，４の外径にほぼ等し
い円弧状に形成され、内径部の先端側には前記ス
キンプレートと同様の刃口９ｃを備えていると共
に、当該内径部からは前記ガイドリング５に嵌装
するために断面Ｌ形状の足片９ｄが突設されてい
る。一方ガイドリング５は円周方向が一次シール
ドセグメントと同数に分割された各ガイドリング
片５ａを環状に組立てたものであり、その断面形
状は第３図で示すとおり前記円周シールド機９の
足片９ｄが嵌装しうる溝形に形成されている。

従つて前記円周シールド機９はガイドリング５
に沿つて自由に摺動することが可能であり、この
場合図示しないが足片９ｄとガイドリング５との
摺動性を良くするために必要に応じてローラーや
滑板等の摺動部材を装着することができる。

尚上記実施例ではガイドリング５に対する円周
シールド機９の嵌装を容易にするために、ガイド
リングを分割可能にして円周シールド機の嵌装す
る以前に一部のガイドリング片５ａを一担取外
し、嵌装後再び取付けするようにしたが、ガイド
リング５と円周シールド機の足片９ｄの形状によ
つては必らずしも分割したり取外ししたりする必
要がない構成をとりうるものである。

又ガイドリング５を拡大予定区域２内外の一次
シールドセグメント３，４間に予め装着する構成
も、ガイドリングを拡大予定区域に隣接する一次
シールドセグメント４の内周に沿つて装着するよ
うにすれば予め装着しておく必要もない。引続き
第１図Ｃ工程について説明すると、前記沈設した
鋼製ボツクス６内で円周シールド機９を推進させ
る方向と逆の内面に反力受１０を取付けると共
に、この反力受１０と前記円周シールド機９との
間に第５図に示す構成の円周シールドセグメント
１１を設置し、当該セグメントの後方が反力受１
０に当接する態様で基部を第６図のように前記ガ
イドリング５に固定する。

この円周シールドセグメント１１は通常のシー
ルドセグメントと同様に取付角度位置によつて多
少形状が異るものもあるが、基本的には第５図に
示すように溝形鋼による補強枠体の天面と両側面
とを鋼板で囲い、当該両側面板の基部には前記ガ
イドリング５に取付けるための取付孔１１ａを設
けると共に、開口する前後面の縁部には隣接する
円周シールドセグメント相互をネジ手段で連結す
るための取付孔１１ｂが設けられている。

尚上記円周シールドセグメント１１の両側板の
内面には図示しないがシールドジヤツキ９ｂに対
する反力受が設けられている。

次に第１図Ｄ工程に示すように、前記沈設した
鋼製ボツクス６の側板のうち、円周シールド機９
を推進する側の前方側板６ｂを取外し、前記ガイ
ドリング５に基部を装着した円周シールドセグメ
ント１１を反力受としてシールドジヤツキ９ｂを
伸長させて円周シールド機９を円周方向に沿つて
推進せしめ、これを前方の地山に突入させながら
円周シールド機内の地山を手掘りや図示しないが
円周シールド機の中央に取付けたアースオーガー
等適宜の掘削手段により拡大掘削をおこなう。

この場合円周シールド機９の反力は押圧を受け
た円周シールドセグメント１１から鋼製ボツクス
６の後方側板６ｃに装着された反力受１０を介し
て地山に伝達される。

そして前記拡大掘削部には新たに円周シールド
セグメント１１を先設の円周シールドセグメント
に隣接して配置し、当該基部を取付孔１１ａを介
してガイドリング５に又開口縁部を取付孔１１ｂ
を介して先設の円周シールドセグメントに各々固
定する。

以下同様工程により順次円周シールド機９をガ
イドリング５に沿つて推進させながら拡大掘削を
行うと共に、円周シールドセグメントを順次取付
ける作業を、第１図Ｅ工程で示す前記取外した一
次シールドセグメント３ａと隣接する一次シール
ドセグメント３ｂが有る位置まで繰返し行う。尚
この場合シールドジヤツキ９ｂのシリンダー先端
はシールド機の後方に隣接する円周シールドセグ
メントの反力受に衡合させるよう順次移行させな
がら円周シールド機９を推進させる。この時点で
特に上方からの地山の崩壊が問題になる場合に
は、円周シールド機９の刃口部分に取付けた開閉
自在の土留板１２（第４図参照）を閉じ、必要に
応じて地盤改良を行つて切羽の崩壊を防止すると
共に、前記一次シールドセグメント３ｂを取外
す。

そして再び前記工程と同様に円周シールド機９
を推進させながら拡大掘削を行うと共に、円周シ
ールドセグメント１１を順次取付けする作業を、
第１図Ｆ工程で示す鋼製ボツクス６の少し手前位
置迄繰返しおこない、鋼製ボツクス６の側面板６
ｃを取外して当該ボツクスの直前まで掘削を行
う。ここで円周シールド機９の先端側を最初に取
付けた鋼製ボツクス内の円周シールドセグメント
に、又円周シールド機の後端側を最後に取付けた
円周シールドセグメントに、更に円周シールド機
の基部側はガイドリング５に各々ネジ手段により
一体接合すると共に、円周シールド機のシールド
ジヤツキ９ｂや反力受１０等を取外したのち、円
周シールド機９の内側にはＫ形円周シールドセグ
メント１３を取付ける。これにより拡大予定区域
２の外周全域に坦つての拡大掘削がなされ、当該
拡大掘削部の外側が円周シールドセグメント１１
およびＫ形円周シールドセグメント１３で囲まれ
て地山の崩壊が防止された拡大トンネルを得るこ
とができるものである。この拡大トンネルは、第
６図の仮想線で示すようにトンネルの軸線方向に
推進させる別の拡大シールド機を内部に組立て設
置し、進行方向の円周シールドセグメントの前面
板を取外した状態にすれば当該円周シールド機の
発進基地となり、トンネルの軸線方向に沿つて長
尺の拡大掘削部を造成することができる。

もちろん本願の拡大シールド掘削工法は上記発
進基地のみならず、トンネル内に比較的短い拡大
部の造成を必要な各種用途に使用することができ
る。

尚前記実施例においては、シールドジヤツキの
反力を円周シールド機に隣接する円周シールドセ
グメントで受けるようにしたが、ガイドリングに
適当な反力受構造を設けてこれで受けるようにす
ることも出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ〜Ｆは本願掘削工法の工程図、第２図
はトンネル内の拡大予定区域部分を示す傾視図、
第３図はガイドリングに円周シールド機を嵌装し
た状態を示す正面図、第４図は円周シールド機の
推進状態を示す側面図、第５図は円周シールドセ
グメントの斜視図、第６図はガイドリングに円周
シールドセグメントを取付けた状態を示す正面図
である。 〔符号の説明〕、１……一次トンネル、２……
拡大予定区域、３……拡大予定区域内の一次シー
ルドセグメント、４……拡大予定区域外の一次シ
ールドセグメント、５……ガイドリング、６……
鋼製ボツクス、７……ジヤツキ、８……地山、９
……円周シールド機、１０……反力受、１１……
円周シールドセグメント、１２……土留板、１３
……Ｋ形円周シールドセグメント。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一次シールドセグメントが施こされた既設ト
   ンネルの拡大予定区域に対して、軸線と直交する
   方向に沿つた外周を拡大する掘削工法であつて、
   前記拡大予定区域の一次シールドセグメントを軸
   線方向に沿つて直列状に取外し、この取外し部分
   の地山を拡大掘削してここに円周シールド機を設
   置し、前記拡大予定区域の両端には各々軸線と直
   交する方向に沿つて案内部材が各々取付けされ、
   この案内部材に前記円周シールド機の基部を嵌装
   して、シールドジヤツキの伸長により円周シール
   ド機を案内部材に沿つて順次推進させながら一次
   シールドセグメントの外周を拡大掘削せしめたこ
   とを特徴とする拡大シールド掘削工法。