JP4752017B2 - 撤去シールド及びこれを用いたトンネル撤去方法 - Google Patents

Description

本発明は、セグメントと地山との間の間隙に固化しないゲル状の裏込め材が裏込めされたトンネルを撤去する撤去シールドと、これを用いたトンネル撤去方法に関する。

トンネルを埋め戻す撤去シールドとしては、特許文献１〜６記載のものが知られている。特許文献１〜５記載の撤去シールドは、既設セグメントの外周を筒状の外周フレームで囲むと共に、外周フレームを前胴と後胴とに分割し、これら前胴と後胴を推進ジャッキで近接離間自在に連結し、後胴後端に隔壁を設け、前胴前端に既設セグメント外周の地山を掘削するカッタ等の掘削装置を設けてなるものである。特許文献６記載の撤去シールドは、既設セグメントの内周面にグリップして推進力を得るように構成されている。また、これら撤去シールドは、隔壁後方の埋め戻し空間部に埋め戻し材を充填しつつ推進ジャッキを縮退させて後胴を前方に引き寄せたのち、推進ジャッキを伸長させて前胴を掘進させるという動作を繰り返して掘進するように構成されている。

特許第３０８７２２９号公報 特許第３７２１４８８号公報 特許第３５８１６１９号公報 特開２００１−２２７３００号公報 特開２００１−１０７６８０号公報 特開２００１−１０７６９８号公報

ところで、これらの撤去シールドは、いずれも既設セグメントと地山の間にモルタル等の硬化する裏込め材を充填して構築したトンネルの撤去を目的とするため、掘削装置及び排土設備が必要であると共に、埋め戻し空間部の外径が既設セグメントより大径となり、埋め戻し材を大量に充填しなければならないという課題があった。また、上述の撤去シールドは、前胴と後胴とを近接離間させて尺取り虫状に掘進するものであるため、構造が複雑となって高価なものになるという課題があった。

一方、本発明者らは、硬化する裏込め材が撤去シールドを複雑なものとし、トンネルの撤去を困難にしている点に着目し、未公開ながら、裏込め材に硬化しないゲル状材を用いる新規なトンネルの構築方法を研究・開発中である。

そこで、本発明の目的は、この新規な方法で構築したトンネルを容易、かつ、安価に撤去できる撤去シールドとこの撤去シールドを用いたトンネル撤去方法を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、シールド掘進機内でセグメントを組み立てながらシールド掘進機を掘進させると共に組み立てたセグメントと地山との間の間隙に固化しないゲル状の裏込め材を裏込めして構築したトンネルを撤去する撤去シールドであって、上記間隙に貫入される筒状のスキンプレートと、該スキンプレートと既設セグメントの間を止水するシールと、上記スキンプレートに支持フレームを介して設けられ既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキと、上記スキンプレートの貫入方向とは反対側の中央開口を塞ぐ隔壁と、該隔壁に設けられ、隔壁より前方の埋め戻し空間部に埋め戻し材を充填するためのノズルと、該ノズルから上記埋め戻し空間部に充填された埋め戻し材の圧力を検出するための土圧計と、上記ノズルから上記埋め戻し空間部に埋め戻し材を充填すると共に上記土圧計で検出される圧力が予め設定した所定圧力となるように上記切羽保持ジャッキを縮退させる制御装置と、上記スキンプレート内に設けられ既設セグメントを解体するためのエレクタとを備えたものである。

上記切羽保持ジャッキは、上記スキンプレートの周方向に少なくとも４本以上等間隔に配置されるとよい。

また、シールド掘進機内でセグメントを組み立てながらシールド掘進機を掘進させると共に組み立てたセグメントと地山との間の間隙に固化しないゲル状の裏込め材を裏込めして構築したトンネルを撤去するトンネル撤去方法であって、上記間隙に筒状のスキンプレートを貫入すると共に、該スキンプレートと既設セグメントの間を止水するシールを設け、上記スキンプレートに既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキを支持フレームを介して設け、上記スキンプレートの貫入方向とは反対側の中央開口を隔壁で塞ぐと共に、該隔壁に隔壁より前方の埋め戻し空間部に埋め戻し材を充填するためのノズルを設け、該ノズルから上記埋め戻し空間部に充填された埋め戻し材の圧力を検出するための土圧計を設け、上記スキンプレート内に既設セグメントを解体するためのエレクタを設けて撤去シールドを構成し、上記ノズルから上記埋め戻し空間部に埋め戻し材を充填すると共に上記土圧計で埋め戻し空間部内の埋め戻し材の圧力を検出し、この圧力が予め設定した所定の圧力になったときその圧力を維持するように上記切羽保持ジャッキを縮退させて上記撤去シールドを推進させ、上記切羽保持ジャッキで隔壁に作用する圧力を保持しつつ上記エレクタで既設セグメントを順次解体するものである。

上記切羽保持ジャッキは、上記スキンプレートの周方向に少なくとも４本以上等間隔に配置され、解体するセグメントに当接される切羽保持ジャッキをセグメントから離間させたとき、他の３本以上の切羽保持ジャッキで埋め戻し空間部内の埋め戻し材の圧力を保持できるようにするとよい。

本発明によれば、裏込め材に硬化しないゲル状材を用いて構築したトンネルを容易、かつ、安価に撤去できる。

本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。まず、裏込め材に硬化しないゲル状材を用いてトンネルを構築する際に用いる装置及び部品について述べる。

図１（ａ）及び図３（ｆ）に示すように、シールド掘進機１は、筒状に形成されるシールドフレーム２と、シールドフレーム２の前端を塞ぐバルクヘッド３と、バルクヘッド３に回転自在に設けられたカッタ４と、カッタ４の後方に形成されるカッタ室５内の土砂を排出するための送排泥式の排土装置６と、シールドフレーム２に支持部材７を介して設けられシールドフレーム２内でセグメント８、９を組み立てるためのエレクタ１０と、支持部材７に設けられセグメント８、９から推進反力を取るためのシールドジャッキ１１とを備えて構成されている。シールドジャッキ１１は周方向に複数等間隔に配置されており、セグメント８、９を組み立てるとき、その組立位置のシールドジャッキ１１を縮退させ、他のシールドジャッキ１１で切羽の圧力を保持するようになっている。

また、シールド掘進機１内には、後述する撤去シールド１３の部品であるシール部１４が内蔵されており、シールド掘進機１で構築したトンネルの中間位置でシール部１４を用い撤去シールド１３を組み立てるようになっている。

図４（ｇ）に示すように、撤去シールド１３は、既設セグメント８の端部外周を液密に覆う筒状の外周フレーム１５に、その前端の中央開口を塞ぐ隔壁１６を設けると共にセグメント解体用のエレクタ１７を設けて構成される。外周フレーム１５は、予め前後に分割されており、後部を構成するシール部１４と、前部を構成する分割ブロック２９、３０、３１、３２とからなる。

シール部１４は、シールドフレーム２の内周面に沿う筒状に形成されており、シールドフレーム２の内周面に着脱自在に設けられている。図１（ａ）及び図７に示すように、シール部１４は、筒状に形成されると共に後部の内径を前部の内径より小さく形成され撤去シールド１３が推進されるとき既設セグメント８と地山１８との間隙１９に貫入される後部スキンプレート２０と、後部スキンプレート２０の後部内周側に設けられ後部スキンプレート２０と既設セグメント８との間をシールするための停止シール２１と、後部スキンプレート２０の前部内周に沿って軸方向スライド自在に設けられ後部スキンプレート２０の前部内周面に沿う筒状に形成されたスライドフレーム２２と、スライドフレーム２２の内周側に設けられスライドフレーム２２と既設セグメント８との間をシールするための推進シール２３と、スライドフレーム２２の外周側に設けられスライドフレーム２２と後部スキンプレート２０との間をシールするためのスライドシール２４とを備えて構成されている。シールド掘進機１内にシール部１４を予め内蔵しておくことで一般に精度が要求されるシール２１、２３を分解することなく撤去シールド組立位置まで搬送することができる。

後部スキンプレート２０は、撤去シールド１３のスキンプレート４７の後部、すなわち、外周フレーム１５の外周壁部分の後部を構成する部品であり、後端部外周に裏込め材を逃がすための外テーパ２５を有すると共に後端部内周にセグメント８間の段差４９を乗り越えるための内テーパ２６を有する。

停止シール２１と推進シール２３は、後部スキンプレート２０又はスライドフレーム２２からなる基材２０、２２の内周面に取り付けられる筒状のシールシート２７と、シールシート２７の内周面に沿う筒状に形成されると共に軸方向の中央を径方向内側に拡縮自在に形成され軸方向の両端をシールシート２７を介して基材２０、２２に液密に固定されるシールプレート２８とを備えた加圧シールからなる。停止シール２１と推進シール２３には、それぞれシールプレート２８とシールシート２７の間に水、空気又は油等の流体を充填して加圧するため加圧装置（図示せず）が接続されており、停止シール２１と推進シール２３は、加圧装置で加圧されることで径方向内側に膨らみ、減圧されることで径方向外方に縮退されるようになっている。停止シール２１と推進シール２３は、それぞれ加圧されて径方向内側に膨らんだとき既設セグメント８に圧接されて既設セグメント８と基材２０、２２との間をシールすると共に、減圧されたとき径方向外方に縮退して既設セグメント８から完全に離間されるようになっている。停止シール２１と推進シール２３をこのような加圧シールで構成するため、シール部１４を径方向に十分薄く形成でき、スキンプレート４７を薄いものにでき、既設セグメント８と地山１８との間隙１９に容易にスキンプレート４７を貫入できる。

図４（ｇ）及び図９に示すように、分割ブロック２９、３０、３１、３２は、外周フレーム１５の前部を周方向に分割してなるものであり、外周フレーム１５を組み立てるときにセグメント８と共にシールド掘進機１内に搬入される。具体的には、分割ブロック２９、３０、３１、３２は外周フレーム１５の前部を上下左右に４分割して形成され、それぞれシールド掘進機１のエレクタ１０で組み立てられるようになっている。上部に位置される上部分割ブロック３２は左右分割ブロック３０、３１の間に径方向内側から挿入できるキー形状に形成されており、他の三つの分割ブロック２９、３０、３１を組み立てたのち、最後に組み立てられるようになっている。

また、分割ブロック２９、３０、３１、３２は、それぞれ弧状に形成され後部スキンプレート２０に突き合わされる前部分割プレート３３と、前部分割プレート３３の内周側に設けられる支持フレーム３４と、支持フレーム３４に設けられ既設セグメント８の前端に当接して切羽を保持するための切羽保持ジャッキ３５とを備える。前部分割プレート３３は、撤去シールド１３のスキンプレート４７の前部を構成する部品であり、シール部１４の前端部に分割ブロック２９、３０、３１、３２を組み付けるとき、後部スキンプレート２０に液密に溶接される。すなわち、後部スキンプレート２０に、それぞれの分割ブロック２９、３０、３１、３２の前部分割プレート３３をそれぞれ溶接することで、後部スキンプレート２０と各前部分割プレート３３とからなる筒状のスキンプレート４７が完成される。支持フレーム３４は、前端に隔壁１６を液密に取り付けるための取付面４８を有する。取付面４８は、分割ブロック２９、３０、３１、３２が環状に組み立てられたとき全て面一となるように形成されており、前方から圧力を受ける隔壁１６を圧着させるようになっている。図１０に示すように、切羽保持ジャッキ３５は、分割ブロック２９、３０、３１、３２を環状に組み立てたとき周方向に複数等間隔に配置されるようにそれぞれの分割ブロック２９、３０、３１、３２に２本ずつ配設されている。これにより、解体するセグメント８に当接される切羽保持ジャッキ３５をセグメント８から離間させたとき、他の切羽保持ジャッキ３５で埋め戻し空間部４３内の埋め戻し材の圧力を保持できるようになっている。それぞれの切羽保持ジャッキ３５には、既設セグメント８の前端に当接されるシュー１２が設けられており、既設セグメント８に広い面積で均等に当接されるようになっている。

次に、撤去シールド１３を用いてトンネルを撤去する方法について述べる。

シールド掘進機１の発進位置が構築すべきトンネルの起点から離間されている場合であって、上記発進位置から所定の到達位置までシールド掘進機１を掘進させてトンネルを完成させたのち、発進位置から上記起点までの区間のトンネルを撤去したい場合、まず、上記発進位置から上記起点までシールド掘進機１を掘進させる。このとき、シールド掘進機１は、シール部１４の径方向内方の位置でシール部１４より小径の仮設用セグメント８を組み立てつつ組み立てた仮設用セグメント８から推進反力をとって掘進する。また、掘進中は、既設セグメント８と地山１８との間に形成される間隙１９に裏込め材を注入して間隙１９を埋める。裏込め材には、固化せず地山１８に吸収されないゲル状材を用い、撤去シールド１３で既設セグメント８を解体するとき、撤去シールド１３の進行を阻害しないようにする。ゲル状材としては例えば吸水性ポリマーを用いることができる。

図１（ｂ）に示すように、シールド掘進機１が上記起点に到達したらシール部１４の停止シール２１に加圧して停止シール２１を既設セグメント８に圧接する共に、シールドフレーム２からシール部１４を離脱させ、シールド掘進機１を更に掘進させる。これにより、シール部１４が仮設用セグメント８の外周側に残置される。シールド掘進機１のエレクタ１０がシール部１４より前方に移動されたらシールド掘進機１の掘進を止め、シール部１４の後端部内周に沿って組み立てられた仮設用セグメント８を取り外し、シール部１４をシールド掘進機１内に露出させる。

図２（ｃ）に示すように、シールド掘進機１内に分割ブロック２９、３０、３１、３２を搬入すると共にシール部１４のスライドフレーム２２を駆動するためのシール用ジャッキ３６を搬入し、シールド掘進機１のエレクタ１０を用いてシール部１４の前端部に分割ブロック２９、３０、３１、３２を順次環状に組み付ける。これにより、分割ブロック２９、３０、３１、３２の切羽保持ジャッキ３５は既設セグメント８の前端に臨んで配置される。また、分割ブロック２９、３０、３１、３２にシール用ジャッキ３６の一端を取り付けると共にスライドフレーム２２にシール用ジャッキ３６の他端を取り付け、シール用ジャッキ３６の伸縮によりスライドフレーム２２を軸方向に駆動できるようにする。シール用ジャッキ３６と切羽保持ジャッキ３５には、それぞれジャッキ３５、３６の長さを検出するストロークセンサ３７、３８を設ける。また、図９に示すように、シール用ジャッキ３６は、環状に組み立てられた分割ブロック２９、３０、３１、３２に周方向に複数等間隔となるように設けると共に、それぞれ同一の油圧供給配管（図示せず）に接続し、スライドフレーム２２の周方向の複数位置を均等に押圧又は引張できるようにする。

この後、図２（ｄ）に示すように、切羽保持ジャッキ３５を既設セグメント８に当たる位置まで伸長させて長さを固定すると共に、シールドジャッキ１１を径方向外方に移設し、分割ブロック２９、３０、３１、３２の前方に仮設用セグメント８より半径が大きなセグメント９、３９を順次組み立ててシールド掘進機１を掘進させる。このとき、分割ブロック２９、３０、３１、３２の前方には、撤去シールド１３と後述する本セグメント９とを接続するための接続セグメント３９を組み立て、接続セグメント３９の前方にリング板状の取付板４０を取り付ける。図４（ｇ）に示すように、取付板４０は、これより前方に構築する本トンネル４１の後端を仕切板４２で塞ぐとき仕切板４２を支持するためのものであり、シールド掘進機１を掘進させて本トンネル４１を構築している最中はレール等のセグメント搬送設備（図示せず）を挿通させるようになっている。

図３（ｅ）、（ｆ）に示すように、取付板４０の前方には、恒久的に使用する本トンネル４１を構築するための本セグメント９を順次組み立ててシールド掘進機１を掘進させ、本トンネル４１を完成させる。本セグメント９は、仮設用セグメント８より大きな半径に形成されているため、本セグメント９の外周側に形成される間隙１９を最小にでき、裏込め材の使用量を必要最小限に抑えることができる。

このようにして本トンネル４１が完成されたらセグメント搬送設備を撤去し、図４（ｇ）に示すように、取付板４０に仕切板４２を取り付けて本トンネル４１の後端を塞ぎ、環状に組み立てられた分割ブロック２９、３０、３１、３２にその中央開口を塞ぐ隔壁１６を設け、隔壁１６と仕切板４２との間に形成される埋め戻し空間部４３にモルタル又は土砂等からなる埋め戻し材を充填するためのノズル４４を隔壁１６に設けると共に隔壁１６に埋め戻し材の圧力を検出する土圧計４５を設け、分割ブロック２９、３０、３１、３２にセグメント解体用のエレクタ１７を設けて撤去シールド１３を完成させる。また、撤去シールド１３と接続セグメント３９の固定も解除する。またさらに、それぞれのストロークセンサ３７、３８と土圧計４５を制御装置４６に接続する。制御装置４６は、ストロークセンサ３７、３８及び土圧計４５から入力される信号に応じて切羽保持ジャッキ３５とシール用ジャッキ３６を制御すると共に、推進シール２３と停止シール２１に所定のタイミングで加圧又は減圧するようにプログラムされている。なお、所定のタイミングとは撤去シールド１３を推進させる際に停止シール２１と推進シール２３を切り替えるタイミングであり、詳細は後述する。

この後、図４（ｈ）に示すように、セグメント解体用のエレクタ１７で順次既設セグメント８を解体しつつ既設セグメント８が解体された位置の切羽保持ジャッキ３５を順次伸長させる。全ての切羽保持ジャッキ３５がセグメント１リング分以上伸長されたら、図５（ｉ）に示すように、ノズル４４から埋め戻し空間部４３に埋め戻し材を充填し、加圧する。埋め戻し材の圧力は隔壁１６に背圧となって作用し、撤去シールド１３の推進力となる。また、推進シール２３に加圧して既設セグメント８に圧接させたのち、停止シール２１を減圧して既設セグメント８から離間させ、撤去シールド１３が推進したとき停止シール２１が既設セグメント８に擦られないようする。

図５（ｊ）に示すように、制御装置４６は、埋め戻し空間部４３に埋め戻し材を充填しつつその圧力を土圧計４５で検出し、撤去シールド１３が推進できる所定の圧力になったらその圧力を維持するように切羽保持ジャッキ３５を縮退させ、撤去シールド１３を後方に推進させる。また、このとき制御装置４６は切羽保持ジャッキ３５の縮退に応じてシール用ジャッキ３６を縮退させ、既設セグメント８に対して推進シール２３が移動しないようにする。具体的には、切羽保持ジャッキ３５とシール用ジャッキ３６の長さをストロークセンサ３７、３８で連続的に検出し、シール用ジャッキ３６が切羽保持ジャッキ３５と同じ速さで縮退するようにシール用ジャッキ３６に供給する油圧を制御する。切羽保持ジャッキ３５が既設セグメント１リング分以上の長さ縮退されたら、制御装置４６は、撤去シールド１３の推進を停止させ、使用するシールを推進シール２３から停止シール２１に切り替え、既設セグメント８の解体を開始する。撤去シールド１３の推進停止は、埋め戻し材の充填を止めることで行う。また、シールの切り替えは、停止シール２１を加圧して既設セグメント８に圧接したのち、推進シール２３を減圧して既設セグメント８から離間させることで行う。これにより、推進シール２３に臨む既設セグメント８を解体しても停止シール２１でシールを維持できる。既設セグメント８の解体作業は、まず、キーセグメントである既設セグメント８に当接する切羽保持ジャッキ３５を退避させ、キーセグメントをエレクタ１７で把持して解体する。この後、キーセグメントから退避させた切羽保持ジャッキ３５を伸長させて後段側の既設セグメント８に当接させ、以降、解体したセグメント８に隣接する他のセグメント８を順次上述と同様の手順で解体する。このとき、既設セグメント８から順次２本の切羽保持ジャッキ３５が退避されることとなるが、他の６本の切羽保持ジャッキ３５で埋め戻し空間部４３内の埋め戻し材の圧力を保持することができる。なお、切羽保持ジャッキ３５の本数は８本に限るものではない。切羽保持ジャッキ３５は、スキンプレート４７の周方向に少なくとも４本以上等間隔に配置されるものとすればよい。既設セグメント８から１本の切羽保持ジャッキ３５を離間させても他の３本以上の切羽保持ジャッキ３５で埋め戻し材の圧力を保持することが可能である。

図６（ｋ）に示すように、１リング分の既設セグメント８が解体されたら、再び使用するシールを停止シール２１から推進シール２３に切り替え、図６（ｌ）に示すように、上述と同様の手順、すなわち、撤去シールド１３を所定距離推進させたのち、シールを切り替え、セグメントを１リング分解体すると共に切羽保持ジャッキ３５を伸長させ、シールを切り替え、撤去シールド１３を推進させるという手順を繰り返して既設セグメント８を撤去する。

このように、間隙１９に貫入される筒状のスキンプレート４７と、スキンプレート４７と既設セグメント８の間を止水するシール２１、２３と、スキンプレート４９に支持フレーム３４を介して設けられ既設セグメント８の前端に当接される切羽保持ジャッキ３５と、スキンプレート４７の貫入方向とは反対側の中央開口を塞ぐ隔壁１６と、隔壁１６に設けられ、隔壁１６より前方の埋め戻し空間部４３に埋め戻し材を充填するためのノズル４４と、ノズル４４から埋め戻し空間部４３に充填された埋め戻し材の圧力を検出するための土圧計４５と、ノズル４４から埋め戻し空間部４３に埋め戻し材を充填すると共に土圧計４５で検出される圧力が予め設定した所定圧力となるように切羽保持ジャッキ３５を縮退させる制御装置４６と、スキンプレート４７内に設けられ既設セグメント８を解体するためのエレクタ１７とを備えて撤去シールド１３を構成したため、埋め戻し空間部４３が拡径されるのを防ぐことができると共に、カッタ及び排土設備を不要にでき、裏込め材に硬化しないゲル状材を用いて構築したトンネルを容易、かつ、安価に撤去できる。また、撤去シールド１３の機長を短く抑えることができ、カーブにも容易に対応できる。

また、切羽保持ジャッキ３５は、スキンプレート４７の周方向に少なくとも４本以上等間隔に配置されるものとしたため、３本以上の切羽保持ジャッキ３５で埋め戻し空間部４３内の埋め戻し材の圧力を安定して保持でき、既設セグメント８を安定して解体できる。

既設セグメント８を解体するとき、ノズル４４から埋め戻し空間部４３内に埋め戻し材を充填すると共に土圧計４５で埋め戻し空間部４３内の埋め戻し材の圧力を検出し、この圧力が予め設定した所定の圧力になったときその圧力を維持するように切羽保持ジャッキ３５を縮退させて撤去シールド１３を推進させ、切羽保持ジャッキ３５で隔壁１６に作用する圧力を保持しつつエレクタ１７で既設セグメント８を順次解体するため、簡易な構造の撤去シールド１３で容易にトンネルを埋め戻すことができる。

なお、シールド掘進機１とシール部１４は断面円形の筒状に形成されるものについて説明したが、これに限るものではない。断面矩形状の筒状であっても良く他の断面形状の筒状であってもよい。すなわち、本実施の形態でいう筒状とは断面形状を円形に限らず、他の断面形状を含む。

また、分割ブロック２９、３０、３１、３２は外周フレーム１５の前部を上下左右に４分割して形成されるものとしたが、４分割に限るものではない。シールド掘進機１内に搬入でき、エレクタ１０で組み立て可能であれば、２分割でも良くそれ以上の複数分割でもよい。

またさらに、分割ブロック２９、３０、３１、３２は、シールド掘進機１を発進させたのち、セグメント８と共にシールド掘進機１内に搬送するものとしたが、シール部１４と共に予めシールド掘進機１内に内蔵しておくものとしてもよい。この場合、分割ブロック２９、３０、３１、３２とシール部１４は予め一体に形成されるものとしてもよい。ただし、シールド掘進機１の機長が長くなるため、発進立坑が十分大きく、かつ、カーブ施工の容易さを要求されない工事に用いるとよい。

また、シールド掘進機１を掘進させてトンネルを完成させたのち、このトンネルの一部区間を撤去シールド１３で撤去する場合について述べたが、撤去シールド１３は、裏込め材に硬化しないゲル状材を用いたトンネルであれば全区間撤去することも可能である。この場合、構築したトンネルの端部外周に撤去シールド１３のスキンプレート４７を貫入して設置すると共に、隔壁１６の貫入方向とは反対側の空間を密閉して埋め戻し材を充填するための埋め戻し空間部４３を形成するとよい。

（ａ）は本発明の好適実施の形態を示すシールド掘進機の側面図であり、（ｂ）は撤去シールドのシール部を既設セグメントの外周側に残置して掘進するシールド掘進機の要部側面図である。 （ｃ）はシール部に分割ブロックを組み立てて既設セグメントの前方位置に撤去シールドの外周フレームを形成した状態の側面図であり、（ｄ）は外周フレームの前方位置にセグメントを組み立てて更に掘進するシールド掘進機の要部側面図である。 （ｅ）は図２（ｄ）の状態から掘進したシールド掘進機の要部側面図であり、（ｆ）は（ｅ）の状態から更に掘進したシールド掘進機の要部側面図である。 （ｇ）は既設セグメントの前方位置で完成された撤去シールドの側面図であり、（ｈ）は１リング分の既設セグメントを解体した撤去シールドの側面図である。 （ｉ）は隔壁前方の埋め戻し空間部に埋め戻し材を充填している撤去シールドの側面図であり、（ｊ）は埋め戻し材の充填圧で推進した撤去シールドの側面図である。 （ｋ）は図５（ｊ）の状態から１リング分の既設セグメントを解体した撤去シールドの側面図であり、（ｌ）は（ｋ）の状態から推進シールを後方に移動させた撤去シールドの側面図である。 図４の要部拡大図である。 図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 図４のＣ−Ｃ線矢視断面図である。

符号の説明

１ シールド掘進機
８ セグメント
９ セグメント
１３ 撤去シールド
１６ 隔壁
１７ エレクタ
１８ 地山
１９ 間隙
２１ 停止シール（シール）
２３ 推進シール（シール）
３４ 支持フレーム
３５ 切羽保持ジャッキ
４３ 埋め戻し空間部
４４ ノズル
４５ 土圧計
４６ 制御装置
４７ スキンプレート

Claims (4)

1. シールド掘進機内でセグメントを組み立てながらシールド掘進機を掘進させると共に組み立てたセグメントと地山との間の間隙に固化しないゲル状の裏込め材を裏込めして構築したトンネルを撤去する撤去シールドであって、上記間隙に貫入される筒状のスキンプレートと、該スキンプレートと既設セグメントの間を止水するシールと、上記スキンプレートに支持フレームを介して設けられ既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキと、上記スキンプレートの貫入方向とは反対側の中央開口を塞ぐ隔壁と、該隔壁に設けられ、隔壁より前方の埋め戻し空間部に埋め戻し材を充填するためのノズルと、該ノズルから上記埋め戻し空間部に充填された埋め戻し材の圧力を検出するための土圧計と、上記ノズルから上記埋め戻し空間部に埋め戻し材を充填すると共に上記土圧計で検出される圧力が予め設定した所定圧力となるように上記切羽保持ジャッキを縮退させる制御装置と、上記スキンプレート内に設けられ既設セグメントを解体するためのエレクタとを備えたことを特徴とする撤去シールド。
2. 上記切羽保持ジャッキは、上記スキンプレートの周方向に少なくとも４本以上等間隔に配置された請求項１記載の撤去シールド。
3. シールド掘進機内でセグメントを組み立てながらシールド掘進機を掘進させると共に組み立てたセグメントと地山との間の間隙に固化しないゲル状の裏込め材を裏込めして構築したトンネルを撤去するトンネル撤去方法であって、
   上記間隙に筒状のスキンプレートを貫入すると共に、該スキンプレートと既設セグメントの間を止水するシールを設け、上記スキンプレートに既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキを支持フレームを介して設け、上記スキンプレートの貫入方向とは反対側の中央開口を隔壁で塞ぐと共に、該隔壁に隔壁より前方の埋め戻し空間部に埋め戻し材を充填するためのノズルを設け、該ノズルから上記埋め戻し空間部に充填された埋め戻し材の圧力を検出するための土圧計を設け、上記スキンプレート内に既設セグメントを解体するためのエレクタを設けて撤去シールドを構成し、
   上記ノズルから上記埋め戻し空間部に埋め戻し材を充填すると共に上記土圧計で埋め戻し空間部内の埋め戻し材の圧力を検出し、この圧力が予め設定した所定の圧力になったときその圧力を維持するように上記切羽保持ジャッキを縮退させて上記撤去シールドを推進させ、上記切羽保持ジャッキで隔壁に作用する圧力を保持しつつ上記エレクタで既設セグメントを順次解体することを特徴とするトンネル撤去方法。
4. 上記切羽保持ジャッキは、上記スキンプレートの周方向に少なくとも４本以上等間隔に配置され、解体するセグメントに当接される切羽保持ジャッキをセグメントから離間させたとき、他の３本以上の切羽保持ジャッキで埋め戻し空間部内の埋め戻し材の圧力を保持できるようにした請求項３記載のトンネル撤去方法。

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