JPH03180692A - 拡大トンネル部の構築方法 - Google Patents

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〕 本発明はシールド工法によって築造したトンネルの所望
長さ部分に拡大トンネル部を構築する方法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

一般に、下水道や地下鉄或いは配線坑等のトンネルはシ
ールド工法によって掘削されているが、地下鉄における
退避場所や駅の構築、或いは排水、換気設備の設置場所
や配線の引き込み用空間部を必要とする場合には、該ト
ンネルの所定長さ部分に拡大トンネル部を設ける必要が
ある。

このような拡大トンネル部は、通常、シールド工法によ
ってトンネルを掘削した後、地上からトンネル拡大予定
位置に立坑を掘削し、この立坑を利用して所望のトンネ
ル拡大部を築造することが行われている。

しかしながら、市街地などにおいては道路事情の悪化や
環境保全等に鑑みて地上から立坑を掘削することができ
ない場合がある。

このため、例えば特公昭６２−１６３１０号公報に記載
しているように、既設トンネルの拡大予定区域における
所望幅部分のシールドセグメントを該区域全長に亘って
除去し、この除去跡にピットを１屈削したのち、該ピッ
ト内に円周シールド機を設置すると共に拡大予定区域の
両端に円周方向に案内部材を取付け、この案内部材に円
周シールド機の基部を係合させてシールドジヤツキの伸
長により該円周シールド機を案内部材に沿って推進させ
ながら、それに後続して円周シールドセグメントを順次
接続することにより、トンネル拡大部を構築する方法が
開発されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この工法によれば、立坑を掘削することなくトンネル拡
大部を構築できるが、計画予定区域の全長に亘る長さを
有する円周シールド機を推進させるには大規模な装置を
必要とする上に、その推進に従って土砂を掘削や拡大予
定部のシールドセグメントの除去を行う必要があるため
に、作業が輻較し、能率が低下するという問題点がある
。

さらに、円周シールド機は既設トンネルを支点としてこ
のトンネルの外周を一巡するものであるから、築造され
るトンネル拡大部は既設トンネルと同心円上に形成され
ることになって、既設トンネルの一例部に他側部よりも
広い拡幅部を形成することができないものである。

又、上記のように、大規模な円周シールド機の推進が困
難であるために、長さが大で、且つ大断面のトンネル拡
大部を構築することが難しい等の問題点があった。

本発明はこのような問題点を解消することを目的とする
拡大トンネル部の構築方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の拡大トンネル部の
構築方法は、シールド工法によって築造した既設トンネ
ル覆工における拡大予定区域にその区域の全長に亘って
適宜幅と深さを有するピットを設け、このピットの一側
面適所から所望長さ寸法を有する小径の彎曲管体を順次
直列状態に接続しながら前記既設トンネル覆工の外周方
を一巡するように推進させてピットの他側面に到達させ
ることにより一エレメントの拡大覆工部を形成し、この
拡大覆工部を形成した前記小径彎曲管体をガイドとして
該拡大覆工部に隣接する次の小径彎曲管体列よりなる拡
大覆工部をトンネルの長さ方向に形成し、この作業を拡
大予定区域の全長に亘って繰り返し行って該拡大予定区
域部の既設トンネル覆工を覆った拡大覆工を形成し、し
かるのち、拡大予定区域の既設トンネル覆工を除去する
と共に拡大覆工内の土砂を掘削、除去することを特徴と
するものである。

〔作　　　用〕

ピットの一側面適所から所望長さ寸法を有する小径の彎
曲管体を順次直列状態に接続しながら前記既設トンネル
覆工の外周方を一巡するように推進させてピットの他側
面に到達させることにより、まず、拡大予定区域におけ
るトンネル長さ方向の一部分に一エレメントの拡大覆工
部を形成するものであるから、比較的小規模の掘削手段
によって拡大覆工部を築造できると共にその拡大覆工部
の大きさや形状等が比較的自由に設定できて、既設トン
ネルの一側部が他側部よりも広い拡幅部となった拡大覆
工部を得ることができ、次いで、この拡大覆工部をガイ
ドとして次の拡大覆工部をトンネルの長さ方向に形成し
、この作業を繰り返すことによって拡大予定区域の全長
に亘って一連の拡大覆工部による拡大覆工を形成するも
のであるから、比較的長く且つ大断面の拡大覆工を容易
に施工し得る。

このようにして拡大覆工を施工したのち、拡大予定区域
の既設トンネル覆工を除去すると共に拡大覆工内の土砂
を掘削、除去するものであるから、既設トンネル覆工の
除去作業と拡大覆工内の土砂の掘削作業とは順次連続的
に行え、拡大トンネル部の築造作業が円滑且つ能率良く
行えるものである。

なお、上記方法において、拡大覆工部を形成するための
小径彎曲管体を既設トンネル覆工の外周方に沿って推進
させるに際して、上記ピットの一側面適所から内周端を
既設トンネル覆工の内周面に係合させて計画拡大覆工ま
での寸法を規制するガイド部材を順次直列に連結しなが
ら推進させてピットの他側面に達するリング状ガイドを
形成したのち、このリング状ガイドに案内させながら上
記最初の拡大覆工部の小径彎曲管体を推進させれば、拡
大覆工部の築造作業が一層確実に行える。

又、拡大予定区域の既設トンネル覆工の適所に予め該ト
ンネル覆工の外周を１巻きするようにしてワイヤを巻装
しておき、上記ピットの形成後に該ピットの一側から推
進させる小径彎曲管体の最先端側に該ワイヤの一端を固
着すると共にピットの他側から該ピット内に引き出した
ワイヤの他端を小径彎曲管体の推進と共に張引すること
によって、或いは、ピットの一側面から拡大覆工部を形
成するこめの小径彎曲管体を推進させるに際して、該小
径彎曲管体の先端部にワイヤを固定すると共にこの小径
彎曲管体の計画推進経路に向かって既設トンネル覆工内
部からガイド部材を計画推進経路に沿って周方向に適宜
間隔毎に突設し、ピット内でワイヤを張引することによ
り小径彎曲管体を上記ガイド部材に沿って推進させるこ
とによって小径彎曲管体の推進方向を正確に制御するこ
とができる。

〔実　施　例］ 本発明の実−施例を図面について説明すると、第１図に
おいて、（１）はシールド工法によって築造された既設
のトンネルであり、（２）は該既設のトンネル（１）の
所望個所に築造すべき計画拡大トンネル部である。

まず、この計画拡大トンネル部（２）における既設トン
ネル（１）の−次覆エセグメント（３）の下周部を計画
拡大トンネル部（２）の全長に亘って掘り下げて適宜幅
のピット（４）を形成する（第１図乃至第３図参照）。

このピット（４）の形成は、核部の一次覆エセグメンＩ
−（３）を取り外したのち、適宜な掘削手段によって行
ってもよいが、トンネル構築時において、そのピット形
成予定部分に拡幅用のセグメン）　（３ａ）を組み立て
ておき、このセグメント（３ａ）を上周部のセグメント
（３）に反力をとって押し下げながら掘進させることに
よって所望深さのピット（４）を形成することもできる
。

こうしてピット（４）の形成後、該ピット（４）内に第
８図に示すような管体圧入装置（５）を設置する。

この管体圧入装置（５）は、トンネル長さ方向に移動自
在な台枠（５ａ）上に上面が計画拡大トンネル部（２）
の覆工（２）の曲面に略等しい凹弧面に形成されている
架台（６）を固定すると共に台枠（５ａ）の−側部に管
体挿通口（７）と上下ガイドローラ（８ａ）　（８ｂ）
を設けている側板（９）を一体に設け、さらに、台枠（
５ａ）の他側端に反力壁００）を立設すると共に該反力
壁０ωの内面にジヤツキ（１１）を取付け、このジヤツ
キ００のロンド先端に前記架台（６）上を移動する押枠
（１２１を取付けてなるものである。

この管体圧入装置（５）をその側板（９）がピット（４
）の適所の一側面に当接状態となるように設置したのち
、架台（６）上に計画拡大トンネル部（２）の覆工（２
）の曲面と略等しい彎曲度で長さ方向に彎曲している小
径掘削機０３）を載置し、ジヤツキ（１１）を伸長させ
ることによって押枠０２）を介し、該小径掘削機０つを
側Ｆｉ（９）の挿通口（７）から既設トンネル（１）の
覆工セグメント（３）の外周方に押じ出し、土砂を掘削
しながら推進させる。

この小径掘削機０３）が側板（９）から完全に地中に推
進させたのち、ジヤツキ０１）を収縮させて架台（６）
上に該小径掘削機０３）と略同径で且つ、同−彎曲度で
長さ方向に彎曲している一定寸法の小径彎曲管体０４）
をこの小径掘削機０３）の背面に当接状態で連結、後続
させ、この小径彎曲管体０巾をジヤツキ（１１）で押進
すると共に小径掘削機θ３）により前方の地盤を掘削し
ながら該小径彎曲管体Ｑ４）を地中に押し込む。

小径彎曲管体Ｏａには、トンネル長さ方向に面した両側
面部に第９図に示すように係合ガイド溝０５）とこの係
合ガイド溝０５）に係合可能な係止突片０ωとを夫々長
さ方向に突設しである。

小径掘削機０３）によって掘削された土砂は、この小径
彎曲管体０４）の空間内部を通してピンＩ−（４）内に
排出される。なお、ジヤツキ（１１）による管体押し込
み反力が反力壁００）に伝達されて管体圧入装置（５）
が後退しようとするので、反力壁００）とピット（４）
の他側面間に適宜な反力受０′７）を介在させておく。

小径掘削機０３）に後続して一本の小径彎曲管体０（１
）を地中に圧入したのちは、該小径彎曲管体０４）に次
の同形状の小径彎曲管体側を継ぎ足して上記同様に圧入
し、以下、先行する小径彎曲管体０巾に後続して複数本
の小径彎曲管体Ｑ４）を順次直列状態に連結させながら
第５図に示すように、既設トンネル（１）の覆工セグメ
ント（３）の外周地盤中に周方向に推進させる。

この時、小径掘削機０３）の彎曲並びに小径彎曲管体側
によって既設トンネル（１）の覆工セグメント（３）の
外周を該外周面から適宜間隔を存した状態で取り巻く方
向に方向制御しながら推進され、先端の小径掘削機０３
）がトンネル外周を一巡してピット（４）の他側面に到
達する。

こうして、複数本の小径彎曲管体０４）の連なりによっ
て既設トンネル（１）の覆工セグメント（３）の外周方
に一エレメント分の拡大覆工部０印を形成し、ピット（
４）に達した小径掘削機ａつの撤去後、ピット（４）の
両側に臨んでいる小径彎曲管体側０４）間を該小径彎曲
管体０４）と同一形状で且つ上記係合ガイド溝０５）や
係止突片００を設けていない彎曲管体０９）によって接
続する（第６図参照）。

次に、上記管体圧入装置（５）を拡大覆工部０４）の厚
み間隔だけトンネル方向に移動させたのち、この管体圧
入装置（５）により拡大覆工部０８）に隣接して上記小
径掘削機０３）を架台（６）の挿通口（７）から圧入し
たのち、該小径掘削機０３）に後続して小径彎曲管体０
・υを圧入する。この際、既に埋設されている上記拡大
覆工部側の最後部、即ち、架台（６）の側板（９）側の
ピット（４）内に臨んでいる小径彎曲管体０褐の係合ガ
イド溝０５）に圧入すべき小径彎曲管体０４）の係止突
片０６）を係合させ、この状態で圧入すると、拡大覆工
部側を形成した複数本の小径彎曲管体（１４）がその係
合ガイド溝θ９を一連のリング状に連通させているので
、これらの係合ガイド溝０５）に係止突片０ωを摺接さ
せながら一定方向に推進、圧入することができる。

こうして、小径彎曲管体側を管体圧入装置（５）によっ
て一連に連続させながら順次圧入して、既に埋設した拡
大覆工部０８）に隣接する拡大覆工部０８）を形成する
。

この作業を既設トンネル（１）の長さ方向に順次行って
、第１０図に示すように、計画拡大トンネル部（２）の
全長に亘って、隣接する拡大覆工部０８）同士が互いに
係合ガイド講０５）と係止突片０ωを介して接した一連
の並列拡大覆工部０８）側・・・０８）による拡大覆工
１２ｒｊが得られる。

なお、小径掘削機０つ及び小径彎曲管体０４）の彎曲度
とその圧入方向を適宜設定することによって、拡大覆工
１２（Ｉｌの断面形状の大きさを決めることができると
共に、既設トンネル（１）に対して偏心した拡大覆工Ｑ
（Ｄ、即ち、既設トンネルの両側に対してトンネル外周
から拡大覆工Ｃ！Φはその一例部が他側部よりも大きく
離間した拡幅部となるように施工することができる。

こうして、既設トンネル（１）の拡大予定区域に拡大覆
工ＱＯを施したのち、該区域部のトンネル（１）の覆工
セグメント（３）を取り外し、しかるのち、或いは該覆
工セグメント（３）の除去と並行して拡大覆工ＱＩＩｌ
により囲まれた土砂を適宜な掘削手段により掘削、排除
して拡大トンネル部（２）を形成するものである。

なお、各拡大覆工部０８）は、ピット（４）内において
彎曲管体０９）により最前部の小径彎曲管体０４）と最
後部の小径彎曲管体０褐とを連結されており、この彎曲
管体０９）の下周部とピット（４）の内底面間の空間部
にコンクリート（２１）を打設する（第７図）。

次に、上記実施例において、最初に施工する拡大覆工部
０８）の形威は、小径掘削機０３）とそれに後続する小
径彎曲管体０４）の彎曲度によって所定の軌跡を招くよ
うに推進させることにより行っているが、この拡大覆工
部側は、次に述べるような方向制御手段を介して行うこ
とが好ましい。

即ち、第１１図及び第１２図に示すように、拡大予定区
域における既設トンネル（１）の覆工セグメント（３）
の適所に全周に亘ってガイド部材（２２）の挿通係止間
隔部（２３）を設け、この係止間隔部（２３）にピット
（４）の−側部から、第１３図及び第１４図に示すよう
な、内端に既設トンネル（１）の覆工セグメント内面に
係止する係止ローラ（２４）を回転自在に軸支し、且つ
外端部両面に保合ガイド溝（１５ａ）と係止突片（１６
ａ）を夫々突設した適宜高さを有する扇形板状ガイド部
材（２２）を順次直列に連結しながらジヤツキ（２５）
で推進させてピット（４）の他側面に達するリング状ガ
イド（Ａ）を形成したのち、このリング状ガイド（Ａ）
の一連に連通した係合ガイド溝（１５ａ）と係止突片（
１６ａ）に小径掘削機０３）に後続する小径彎曲管体０
４）の係止突片０６）又は係合ガイド溝０５）を係合さ
せながら管体圧入装置（５）により上記同様にして小径
彎曲管体０４）を順次圧入していくものである。

上記ガイド部材（２２）を挿通させる係止間隔部（２３
）は、トンネル（１）の築造時に、その部分の覆工セグ
メント間に撤去可能なリング状部材を介在させておくこ
とによって形威し得る。

又、ガイド部材（２２）がこの係止間隔部（２３）に既
設トンネル（１）の内面側から挿通係止可能な場合には
、上記したようなジヤツキ（２５）によることなくリン
グ状ガイド（Ａ）を形成することができる。

さらに、このガイド部材（２２）として第１５図に示す
ように、先端に上記小径彎曲管体０４）と同一形状の彎
曲管体部（１４ａ）を一体に設けたものをピット（４）
内から上記と同様にして管体圧入装置（５）により小径
掘削機０３）に後続、連結して順次圧入し、リング状ガ
イドを形成してもよい。この場合、彎曲管体部（１４ａ
）の両面に突設した係合ガイド溝（１５ｂ）と係止突片
（１６ｂ）が小径彎曲管体（ロ）の係止突片０６）と係
合ガイド溝０５）の係合ガイドとなるものである。

拡大覆工部０■の大きさ並びに形状は、既設トンネル（
１）の覆工セグメント（３）の係止部からリング状ガイ
ド（Ａ）の周方向に連続した保合ガイド溝と係止突片ま
での距離及びこの一連の保合ガイド溝又は係合突片の形
状によって設定でき、ガイド部材（２２）を順次その高
さ（内端からガイド溝や係合突片までの寸法）を連続的
に変化させることによって既設トンネル（１）の覆工セ
グメント（３）の周囲に空間広さの異なった拡大覆工を
築造することができる。

第１６図は別な方向制御手段を示すもので、拡大予定区
域における既設トンネル（１）の覆工セグメント（３）
の適所に、該トンネル構築時に予め覆工セグメント（３
）の外周を１巻きするようにしてワイヤ（２６）を巻装
しておき、上記ピット（４）の形成後に、該ピット（４
）の−側からジヤツキ（２７）によって地中に推進され
る小径掘削機０３）の先端部に該ワイヤ（２６）の一端
を固着すると共にピット（４）の他側から該ピット（４
）内に引き出したワイヤ（２６）の他端を小径掘削機０
３）に後続して順次圧入される小径彎曲管体側の推進に
従ってピット（４）内に設置したウィンチ（２８）によ
り張引することによって一連の小径彎曲管体０４）を既
設トンネル（１）の覆工セグメント（３）の外周方で所
望の軌跡を閘くようにその推進方向を制御し、最初の一
エレメントの拡大覆工部０８）を形成するものである。

この拡大覆工部（１８）をガイドとして、上記実施例と
同様に管体圧入装置（５）を使用して順次拡大覆工部０
８）を施工し、所望の拡大覆工Ｃ１）を築造するもので
あり、築造後はその拡大予定区域部のトンネル（１）の
覆工セグメント（３）を取り外すと共に拡大覆工ｉ２Ｇ
により囲まれた土砂を掘削、排除して拡大トンネル部（
２）を形成するものである。

第１７図は更に別な方向制御手段を示すもので、ピット
（４）の−側面から最初の拡大覆工部０８）を形成する
ための小径彎曲管体側を推進させるに際して、該小径彎
曲管体０４）の先端に連結している小径掘削機０つの先
端部にワイヤ（２６）を固定する一方、この小径彎曲管
体０７Ｉ）の計画推進経路に向かって既設トンネル覆工
セグメント（３）の内方から上記実施例で述べた挿通係
止間隔部（２３）を通じて先端にガイドローラ（２８）
を回転自在に軸支している所望長さのガイド棒（２９）
を計画推進経路に沿って周方向に適宜間隔毎に突出させ
、ワイヤ（２６）をガイド捧（２９）のローラ（２８）
に案内させながらピント（４）内で該ワイヤ（２６）を
ウィンチ（３０）により張引して一連の小径彎曲管体０
４）を上記ガイド部材に沿ってｔｆｉ進させるように制
御するものである。

この場合、ワイヤ（２６）は上記方向制御手段で述べた
ように、覆工セグメント（３）の外周を１巻きさせてピ
ット（４）の他側から引っ張ってもよい。

〔発明の効果） 以上のように本発明の拡大トンネル部の構築方法によれ
ば、シールド工法によって築造した既設トンネル覆工に
おける拡大予定区域にその区域の全長に亘って適宜幅と
深さを有するピットを設け、このピットの一側面適所か
ら所望長さ寸法を有する小径の彎曲管体を順次直列状態
に接続しながら前記既設トンネル覆工の外周方を一巡す
るように推進させてピットの他側面に到達させることに
より、まず、拡大予定区域におけるトンネル長さ方向の
一部分に一エレメントの拡大覆工部を形成するものであ
るから、比較的小規模の掘削手段によって該拡大覆工部
を形成することができると共にその拡大覆工部の大きさ
や形状等が自由に設定できて、既設トンネルに対してそ
の一側方が他側方よりも広い拡幅部となった拡大覆工部
を形成することができるものである。

さらに、この拡大覆工部をガイドとして次の拡大覆工部
をトンネルの長さ方向に形成し、この作業を繰り返すこ
とによって拡大予定区域の全長に亘って一連の拡大覆工
部による拡大覆工を形成するものであるから、所望長さ
の且つ大断面の拡大覆工を容易に施工し得る。

又、このようにして拡大覆工を施工したのち、拡大予定
区域の既設トンネル覆工を除去すると共に拡大覆工内の
土砂を掘削、除去するものであるから、既設トンネル覆
工の除去作業と拡大覆工内の土砂の掘削作業とはｊ噴次
連続的に行え、拡大ｌ・ンネル部の築造作業が円滑且つ
能率良く行えるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図：よ拡大予
定区域部のトンネルの横断平面図、第２図は縦断正面図
、第３図はピントを形成した状態の縦断正面図、第４図
乃至第７図は拡大覆工部の施工工程を示す縦断正面図、
第８図は管体圧入装置の縦断正面図、第９図は隣接する
小径彎曲管体の接続状態を示す断面図、第１０図は拡大
覆工を築造したトンネル部分の横断平面図、第１Ｉ図は
方向制御手段を配設した状態の横断平面図、第１２図は
その方向制御手段の施工状態を示す簡略縦断正面図、第
１３図はガイド部材の正面図、第１４図はその側面図、
第１５図はガイド部材の変形例を示す側面図、第１６図
及び第１７図は別な方向制御手段を示す簡略縦断正面図
である。 （１）・・・既設トンネル、（２）・・・計画拡大トン
ネル部、（３）・・・覆工セグメント、（４）・・・ピ
ント、（５）・・・管体圧入装置、 ０つ・・・小径掘削機、 ０４・・・小径彎曲管体、 ０８）・・・ 拡大覆工部、 ＱＯ・・・拡大覆工。 ネベ 注へ ２べ 序込 ａ大 テ 層へ １う λべ め ７／１ ノジて ３ 戻へ 、ダ ２氷 ヅ 庄） ≧六 ６ 層き ネＸ ノア 側へ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、シールド工法によって築造した既設トンネル覆
   工における拡大予定区域にその区域の全長に亘って適宜
   幅と深さを有するピットを設け、このピットの一側面適
   所から所望長さ寸法を有する小径の彎曲管体を順次直列
   状態に接続しながら前記既設トンネル覆工の外周方を一
   巡するように推進させてピットの他側面に到達させるこ
   とにより一エレメントの拡大覆工部を形成し、この拡大
   覆工部を形成した前記小径彎曲管体をガイドとして該拡
   大覆工部に隣接する次の小径彎曲管体列よりなる拡大覆
   工部をトンネルの長さ方向に形成し、この作業を拡大予
   定区域の全長に亘って繰り返し行って該拡大予定区域部
   の既設トンネル覆工を覆った拡大覆工を形成し、しかる
   のち、拡大予定区域の既設トンネル覆工を除去すると共
   に拡大覆工内の土砂を掘削、除去することを特徴とする
   拡大トンネル部の構築方法。
2. （２）、拡大覆工部を形成するための小径彎曲管体を既
   設トンネル覆工の外周方に沿って推進させるに際して、
   上記ピットの一側面適所から内周端を既設トンネル覆工
   の内周面に係合させて計画拡大覆工までの寸法を規制す
   るガイド部材を順次直列に連結しながら推進させてピッ
   トの他側面に達するリング状ガイドを形成したのち、こ
   のリング状ガイドに案内させながら上記最初の拡大覆工
   部の小径彎曲管体を推進させることを特徴とする請求項
   （１）記載の拡大トンネル部の構築方法。
3. （３）、拡大予定区域の既設トンネル覆工の適所に予め
   該トンネル覆工の外周を１巻きするようにしてワイヤを
   巻装しておき、上記ピットの形成後に該ピットの一側か
   ら推進させる小径彎曲管体の先端側に該ワイヤの一端を
   固着すると共にピットの他側から該ピット内に引き出し
   たワイヤの他端を小径彎曲管体の推進と共に張引するこ
   とによって小径彎曲管体の推進方向を制御することを特
   徴とする請求項（１）記載の拡大トンネル部の構築方法
   。
4. （４）、ピットの一側面から拡大覆工部を形成するため
   の小径彎曲管体を推進させるに際して、該小径彎曲管体
   の先端部にワイヤを固定すると共にこの小径彎曲管体の
   計画推進経路に向かって既設トンネル覆工内部からガイ
   ド部材を計画推進経路に沿って周方向に適宜間隔毎に突
   設し、ピット内でワイヤを張引することにより小径彎曲
   管体を上記ガイド部材に沿って推進させるように制御す
   ることを特徴とする拡大トンネル部の構築方法。