JPH0312633B2

JPH0312633B2 -

Info

Publication number: JPH0312633B2
Application number: JP59037665A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kurihara
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 1984-02-29
Filing date: 1984-02-29
Publication date: 1991-02-20
Also published as: JPS60184196A

Description

【発明の詳細な説明】『産業上の利用分野』本発明は発進立坑を必要としないシールドトン
ネル築造方法に関するものである。

『従来の技術』従来、地下の所定位置から別の所定位置までシ
ールドトンネルを築造するには、シールド機を地
下の掘進開始場所に搬入するために発進立坑を必
要としている。

すなわち、第１図従来例において、２がシール
ド機１を地下の掘進開始場所Ｐに搬入するための
発進立坑、３が該発進立坑２の土留め、４が腹起
し、５が切梁で、シールド機１は、該発進立坑２
の底部に設けた発進架台６上で組立てられ、トン
ネル掘進予定場所Ｔを掘進するものである。

『発明が解決しようとする課題』しかし、この発進立坑２を必要とする従来例
は、該発進立坑２を築造するための工期、工費が
増大し、かつ、該発進立坑２の築造時に騒音、振
動等の公害が発生するおそれがあるという欠点を
有している。

例えば、シールド機１の外径を３ｍとした場
合、該シールド機１の全長は５ｍ程度であるが、
このシールド機１の後方には、さらに、資材、作
業者、掘削土等の出入れ口（セグメントリング
Ｓ，Ｓ，Ｓの上部に設けられるもので、、図示は
していない）とシールド機１の反力受２０′を設
けるスペースとが、また、該シールド機１の側方
には該シールド機１の組立等の作業用スペースが
必要となり、該発進立坑２は100m²以上の広い面
積が要求され、工期、工費の低減には限りがあ
る。

また、無騒音、無振動で該発進立坑２を築造す
ることも無論可能であるが、従来この無騒音、無
振動工法として一般的な、土留め３に連続地中壁
を採用すると、益々工期、工費の増大を招くこと
になる。

そしてまた、上記従来法は、トンネル掘進開始
時に、特に大きい危険が伴なうことが知られてい
る。シールド機１が発進立坑２から土留め３を貫
通して地山に貫入するまでの初期発進を鏡切りと
称しているが、この鏡切りに伴なう地山崩壊等の
危険性は、土圧、水圧の高い地下深部の地山が、
シールド機１の外周側が僅かな面積でしかシール
できない状態で大気圧と隣合うことに起因し、こ
の危険防止には、発進立坑２の底部よりトンネル
掘進開始場所Ｐ付近の発進地盤８に大量の地盤改
良剤を注入する等の補助工法が必要になつてく
る。

『目的』そこで本発明は上記欠点に鑑みなされたもの
で、発進立坑を省略し、直接地上より掘進を行な
うことで、発進立坑の築造に要する工期、工費を
削減し、さらに鏡切りにおける危険性の回避と工
費の削減を計ることを目的としたものである。

『課題を解決するための手段』上記の目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨
とする本発明の構成は前述課題を解決するため
に、カツターを下方に向けて倒立した状態のシー
ルド機１と、中央に該シールド機１の内径より小
径な出入口２１を有する反力受２０とを地上に設
置し、上記シールド機１で下方に向け掘削を開始し
て、その掘削部内を掘進後端側を上記反力受２０
の出入口２１の縁部に連結される覆工リングセグ
メントＳ１で覆工し、さらに掘進にともない順次
地上側の覆工リングセグメントと連結する覆工リ
ングセグメントＳ２，Ｓ３，Ｓ４…で覆工して、
地下のトンネル掘進開始場所Ｐまで、掘進方向を
変えつつ進入用トンネルＴ２を築造し、引続き、該シールド機１を使用してトンネル掘
進予定場所Ｔを常法で掘進して上記進入用トンネ
ルＴ２に連続するトンネルＴ１を構築するように
なしたことを特徴とする技術的手段を講じたもの
である。

『作用』それ故、本発明発進立坑を必要としないシール
ドトンネル築造方法は、カツターを下方に向けて
倒立した状態のシールド機１と、中央に該シール
ド機１の内径より小径な出入口２１を有する反力
受２０とを地上に設置したため、このシールド機
１は内蔵した図示しないシールドジヤツキを反力
受２０の出入口２１の縁部に圧接することで安定
した状態に保持され、さらには、このシールドジ
ヤツキの伸張でシールドキ１の推進力が得られる
作用を呈し、また、上記出入口２１は作業員、資
材の出入りに供される作用を呈する。

また、本発明法は立坑を築造することなく、地
下の掘進開始場所までシールド機１を搬入するこ
とができる作用を呈することは無論であるが、地
上から直接シールド機１で掘進を開始するため、
掘進作業は従来の立坑の掘削、シールド機１の搬
入、シールド機１による掘削開始という不連続作
業では無く、一連のシールド機１による連続作業
で行える作用を呈し、最も、顕著な作用として
は、水圧、水圧が高い地下深層部にまで掘進した
時は、既に、セグメントリングによる覆工が継続
されており既設セグメントリングの外周とシール
ド機１のテール内周面部との接触面積とが充分に
確保できているのでシールが従来法で充分に行
え、従来の鏡割に伴う危険性は無論回避され、地
山崩壊等をの危険性を事前に回避する作用を呈す
るものである。

『実施例』次に、本発明の実施例を添附図面に従つて説明
すれば以下の通りである。

先ず、本発明法は、カツターを下方に向けて倒
立した状態のシールド機１と、中央に該シールド
機１の内径より小径な出入口２１を有する反力受
２０とを地上に設置する。

図示実施例では、この反力受２０の設置に先立
ち、地上に発進台１０を構築している。

この発進台１０は、図示例においては、鉄筋コ
ンクリートを打設して形成され、第３図に最も明
らかに示すごとく、中央にシールド機１の外径よ
り大径な発進口１１を設け、その下方部は砂利等
を充填してシールド機１の自重を支えられるよう
に十分締固めておく。該発進口１１の周囲には採
用する工法にもよるが、泥水シールド工法であれ
ばゴム製のパツキン１２を取付けておく。また、
この発進台１０は、きわめて大きな自重がある場
合を除きアースアンカー１３，１３，１３…によ
り固定するか、その他既存の構築物と一体化して
固定される。なお、図示例とはことなり、上記発
進口１１は設けずにシールド機１のカツターが初
期掘進時に発進台１０をも掘削するようになして
もよく、この場合発進台１０はシールド機１のカ
ツターで掘削可能な材質で構成することは無論で
ある。

なお、この発進台１０の構築した理由は、シー
ルド機１を倒立するのに地盤が不良で自立できな
い場合を想定したこと、また、反力受２０と連結
して該反力受２０を固定するためで、地盤が充分
に強固である場合、または後述する様にこのシー
ルド機１を差込む穴を掘つて自立させる場合で、
反力受２０は別途地上に固定する場合は省略して
も無論差し支えない。

また、上記シールド機１は、従来公知なものを
使用すればよいが、該シールド機１内に設けられ
る、図示しない運転室または運転席は該シールド
機１の中心軸にたいする角度を例えば重力作用に
より変更可能とし、シールド機１が傾斜したり水
平になつても、運転者は体をうつぶせにしないで
すみ、また、該シールド機１内に設けられる。同
じく図示しない運転操作用の機器は、運転室また
は運転席とともに角度をかえて、楽な姿勢で該シ
ールド機１の運転できるようになすことが望まし
い。

上記該シールド機１を地上に倒立するには、該
シールド機１を、地上の所定位置でカツター側か
ら順次組みあげたり、その場所付近または工場で
組立たシールド機１を、所定位置で倒立せしめれ
ばよい。しかし、該シールド機１のカツター側は
必ずしも発進台１０の上面と接するようになさな
くてもよく、地表部に、予めある程度の深さにシ
ールド機１を差込む穴を設けて、該穴にシールド
機１を差込むようになしてもよく、この穴をシー
ルド機１の全長と略一致させ、シールド機は当初
より地中に埋入した状態に差込まれる様になして
もよい。さらにこのシールド機１の倒立は前記発
進台１０の固定に先立つて倒立させておき、その
後に該発進台１０を固定してもよい。また、上記
シールド機１の倒立は、必ずしも垂直にする必要
はなく斜設してもよいものである。

さらに、上記反力受２０は、第４図に最も明ら
かに示すごとく、中央にシールド機１の内径より
小径な（実施例としては、後述覆工リングセグメ
ントＳ１，Ｓ２，Ｓ３…の内径と同一内径の）出
入口２１を設けてなり、倒立したシールド機１上
に配される。そして、図示例においてこの反力受
２０は、前記発進台１０と鋼線１５，１５，１５
…等で連結されて、シールド機１の図示しないシ
ールドジヤツキを該反力受２０の出入口２１の周
部に作用せしめて該シールド機１の推力を得るよ
うになすか、該鋼線１５，１５，１５…を反力受
２０の挿通孔１５ａ，１５ａ，１５ａ…を挿通し
て反力受２０上に配したジヤツキ１７，１７，１
７…で該鋼線１５，１５，１５…を引いて反力受
２０を押下げることでシールド機１の推力を得る
ようになせばよい。なお、該反力受２０は、図示
例形状に限られるものでなく、Ｈ鋼等で適宜形状
に組んでもよく、または、発進台１０と一体的に
構成してもよく、とくにシールド機１を地中に埋
入した状態に倒立させたる場合は第６図に示すよ
うな、発進台１０と反力受２０とが一体的に構成
されたものを構築してもよい。なお第３図および
第４図中、１３ａはアースアンカー１３の頭部、
１５ｂは鋼線１５の挿通用孔を示すものである。

そして、上記シールド機１で下方に向け掘削を
開始して、その掘削部内を掘削後端側を上記反力
受２０の出入口２１の縁部に連結される覆工リン
グセグメントＳ１で覆工し、さらに掘進にともな
い順次地上側の覆工リングセグメントと連結する
覆工リングセグメントＳ２，Ｓ３，Ｓ４…で覆工
して、地下のトンネル掘進開始場所Ｐまで、掘進
方向を変えつつ進入用トンネルＴ２を築造する。
この工程を、第５図乃至第８図により、さらに詳
しく説明する。

先ず、前述のごとくになして、シールド機１を
第５図図示状態の地上に倒立する。そして、シー
ルド機１で垂直下方に掘進を開始する。シールド
機１の全てが地中に入り込む第６図図示状態まで
は、ジヤツキ１７，１７，１７…またはシールド
ジヤツキで該シールド機１の推力を得るが、この
シールドジヤツキを使用する場合は、シールド機
１が一定距離下降すると該シールドジヤツキを戻
し反力受２０の固定位置をその分下げることを繰
返す。

そして、第６図まで掘進したら、反力受２０を
発進台１０上に固定具１８または溶接等の適宜手
段をもつて固定する。

次いで、シールド機１で、さらに掘進を行なう
が、この掘進に際しては、先ず、シールド機１の
シールドジヤツキの反力受に、上記反力受２０の
出入口２１の縁部を使用する。そして、該反力受
２０の下面より−セグメントリング分掘進する
と、該シールドジヤツキを縮退してその空間部に
掘進後端側（上端側）を上記反力受２０の出入口
２１の縁部によつて支承される覆工リングセグメ
ントＳ１で覆工する。

そして、さらに掘進にともない順次地上側の覆
工リングセグメントと連結する覆工リングセグメ
ントＳ２，Ｓ３，Ｓ４…で覆工して、地下のトン
ネル掘進開始場所Ｐまで、掘進方向を変えつつ進
入用トンネルＴ２を築造するものである。

上記覆工リングセグメントＳ１，Ｓ２，Ｓ３…
は、シールド機１のテール内で組立てられ、通常
シールド機１で掘削される径よりは小径である。
そして、掘進時はシールドジヤツキが該覆工リン
グセグメントＳ１，Ｓ２，Ｓ３…の最下端を押し
ているが、新たな覆工リングセグメントをつぎた
すときは該シールドジヤツキがその最下端より離
さなければならないため、最上の覆工リングセグ
メントＳ１は発進台１０或は反力受２０等に固定
し、以下の覆工リングセグメントＳ２，Ｓ３，Ｓ
４…は順次上方のものに連結し、覆工リングセグ
メントＳ１，Ｓ２，Ｓ３…が吊下がるようにな
す。

そして、この掘進は、垂直或いは斜め下方に行
なわれ、トンネル掘進開始場所Ｐに至るまでに、
シールド機１の角度を所定に保つ姿勢制御が行わ
れる。この、シールド機１の姿勢制御は、シール
ド機１を地中の掘進中にカーブせしめ、その際掘
削される曲線部に、覆工リングセグメントＳ１，
Ｓ２，Ｓ３，…としてテーパ状のものを使用すれ
ばよい。

なお、覆工リングセグメントＳ１，Ｓ２，Ｓ３
…の設置数が増えると、該覆工リングセグメント
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…の背面に裏込注入Ｑができる
ため、発進台１０および反力受２０は不要とな
る。

次いで本発明法は、引続き該シールド機１を使
用してトンネル掘進予定場所Ｔを常法で掘進して
上記進入用トンネルＴ２と連続するトンネルＴ１
を築造する。トンネル掘進開始場所Ｐまで上記法
により掘進した後は、シールド機１の反力は、す
でに組立てられた覆工リングセグメントＳ１，Ｓ
２，Ｓ３…で十分得られることになり、常法の施
工方法と全く同様で掘進可能である。

本発明法における、掘削した土砂の搬出は、泥
水シールド工法であれば排泥管で、泥水シールド
工法以外であれば風送管による搬出も可能であ
り、これらは、いずれも一般的な搬出方法なので
図示しない。また、後述台車３４による土砂の搬
出も無論可能である。そして、人間の出入りに
は、覆工リングセグメントＳ１，Ｓ２，Ｓ３…に
レール３０を取付け、このレール３０を案内に走
行するクライマー台車３１を使用するとよい。こ
のクライマー台車３１には重心の作用で常に鉛直
を向く人用ゲージ３２を有している。また、資材
の搬入には、覆工リングセグメントＳ１，Ｓ２，
Ｓ３…の前記レール３０とは反対側にレール３３
を取付け、該レール３３を案内に走行する台車３
４を別に用意するとよい。この資材用の台車３４
には落下防止用のネツト３５が張られ、さらに、
万一、資材が落下する場合も考えると、シールド
機１のテール部とその後方とには落下物を受けと
めるネツトを張つておくことが望ましい。さらに
また、施工中の測量は、レーザー光をデフレクタ
ーで屈折させて行うことも、ジヤイロスコープを
利用することも可能であり、これらも、一般的測
量法である。

第９図例は、シールド機１を地上より斜発進せ
しめる例で、地上にシールド機１を斜めに保持す
る台４０を設け、この台４０より一体的に突出し
た反力受け２０に相当する反力受４１を設けてな
り、シールド機１はこの反力受４１をシールドジ
ヤツキで押して地下に斜めに掘進を開始するよう
になつている。この斜め発進は、シールド機１を
トンネル掘進予定場所Ｔまでに姿勢するのに、前
記垂直に掘進するより急カーブをとらなくてよい
利点を有するもので、地上より浅いトンネル掘進
で特に効果的である。

『発明の効果』本発明、発進立坑を必要としないシールドトン
ネル築造方法は、上記のごときであり、地上より
接覆工リングセグメントＳ１，Ｓ２，Ｓ３…で覆
工された縦方向のトンネルを構築し、発進立坑２
を省略できるため、工期、工費の著しい低減がで
き、また、発進立坑２の構築による公害も無い。

また、本発明法は、特筆すべき効果として、鏡
切り作業を省略でき、安全性においても従来工法
に優れるものである。

さらにまた、本発明法は、従来、発進立坑２内
で行なつていた、シールド機１の組立作業を広い
地上空間で行なうため、この面での安全性、経済
性、工期いずれにも有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法の発進立坑部断面図、第２図は
本発明発進立坑を必要としないシールドトンネル
築造方法による掘進開始状態時正面図、第３図は
本発明法に使用される発進台平面図、第４図は同
じく本発明法に使用される反力受けの正面図、第
５図乃至第７図は本発明法の初期掘進工程を説明
するための正面図、第８図は本発明法により掘削
したトンネル断面図、第９図は本発明法の別の実
施例正面図である。１〜シールド機、１０〜発進台、２０〜反力受
け、１３〜アースアンカー、１５〜鋼線、Ｐ〜ト
ンネル掘進開始場所、Ｔ〜トネル掘進予定場所、
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３〜覆工リングセグメント。

Claims

【特許請求の範囲】１カツターを下方に向けて倒立した状態のシー
ルド機１と、中央に該シールド機１の内径より小
径な出入口２１を有する反力受２０とを地上に設
置し、上記シールド機１で下方に向け掘削を開始し
て、その掘削部内を掘進後端側を上記反力受２０
の出入口２１の縁部に連結される覆工リングセグ
メントＳ１で覆工し、さらに掘進にともない順次
地上側の覆工リングセグメントと連結する覆工リ
ングセグメントＳ２，Ｓ３，Ｓ４…で覆工して、
地下のトンネル掘進開始場所Ｐまで、掘進方向を
変えつつ進入用トンネルＴ２を築造し、引続き、該シールド機１を使用してトンネル掘
進予定場所Ｔを常法で掘進して上記進入用トンネ
ルＴ２に連続するトンネルＴ１を構築するように
なしたことを特徴とする発進立坑を必要としない
シールドトンネル築造方法。