JPH0333397A - シールドトンネルの接合工法 - 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」 この発明は、掘削中のシールドトンネルを他の既設トン
ネルの側面に接合するシールドトンネルの接合工法に関
するものである。

「従来の技術」 掘削中のシールドトンネルを既設のトンネルに地中で接
合するには、シールド掘削機で既設トンネルの近傍まで
掘削した後、既設トンネル近傍でシールド掘削機を停止
し、シールド掘削機の先端部から周囲の地山に薬液を注
入してトンネル接合部周囲の地盤の改良を行い、自立で
きる地盤に改良した後にトンネルの接合工事を行うよう
にしている。

ところが、前記トンネルの接合工事を行うには、地山が
確実に自立できる地盤となるまで多量の薬液を注入する
必要があるので、工費が多大となるとともに工期も長く
なる問題がある。また、既設トンネルの周囲に他の重要
構造物が多数埋設された場所においてトンネルの接合を
行う場合、広い範囲の地盤改良を行うことができない問
題がある。

そこで、最近、シールド掘削機のスキンプレートの外側
にシールド掘削機の前後方向に移動自在に筒状のスライ
ドフードを設け、既設トンネルにシールド掘削機が接近
した時点でスライドフードを押し出してスライドフード
を既設トンネルの側面に当接させ、スライドフードで周
囲の地山の安定を図りつつ接合部の地盤を改良してトン
ネルの接合を行う工法が実施されている。

「発明が解決しようとする課題」 ところが前記工法において、筒状のスライドフードの先
端部を既設トンネルの側面に当接させた状態においては
、既設トンネルの側面が湾曲しているので、既設トンネ
ル側面とスライドフードの先端周縁との間に隙間が生じ
ることから、この部分の周囲の地盤に薬液を注入して地
盤の改良を行う必要があり、未だ地盤改良に手間取る問
題があった。また、スライドフードと既設トンネルの側
面との間に生じた隙間部分の周囲はコンクリート打設で
補強するが、この隙間部分にはスライドフードによる補
強がなされないので、補強用コンクリートの打設に手間
取る問題がある。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、ト
ンネル接合部地盤の改良範囲を最低限度で済ますことが
でき、工期の短縮と工費の削減をなしえるとともに、ト
ンネル接合部の強度も十分に高くすることができるシー
ルドトンネルの接合工法を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 本発明は前記課題を解決するために、筒状のスキンプレ
ートの前部に設けられたカッター装置により地山を掘削
し、内部で一次覆工用のセグメントを組み立てながら地
中を掘進するシールド掘削機を用いて既設トンネルの側
面に掘削中のシールドトンネルを接合する工法において
、 スキンプレートの先端部が外筒部と内筒部による２重構
造に形成され、前記外筒と内筒の間にシールド掘削機の
前後方向に移動自在に貫入リングが収納され、スキンプ
レートの内部側に前記貫入リングの押出装置が設けられ
るとともに、前記貫入リングの先端部に既設トンネルの
側面に密接可能な凹部が形成されてなるシールド掘削機
を用い、既設トンネルの側面近傍でシールド掘削機の掘
削を停止して既設トンネル側部の地山に貫入リングを圧
入し、貫入リングの先端の凹部を既設トンネル壁の側面
に密接させた後に、シールド掘削機のスキンプレートと
貫入リングを地山内に残した状態でシールドトンネルの
覆工を行うとともに、貫入リングの内側の既設のトンネ
ル壁を除去してトンネルの接合を行うものである。

「作用」 シールド掘削機の貫入リングの先端部が凹部を介して既
設トンネル側面に密接するので、貫入リングがトンネル
接合部の全周囲の地山を完全に支持する。従ってトンネ
ル接合部周囲の地山の改良工事が従来より簡便になる。

また、トンネル接合部が貫入リングとスキンプレートで
２重にｈｌｉ強されるので、トンネル接合部の強度が向
上する。

「実施例」 第１図ないし第６図は、本発明方法を適用して既設トン
ネルＴとシ−ルドトンネルＳ′ｒの接合を行う場合の一
例を説明するためのもので、第１図に符号！で示すもの
は、既設トンネル′ｒに向って既設トンネルＴの側方か
ら地盤Ｇ内にシ−ルドトンネルＳＴを掘進中のシールド
掘削機を示している。

このシールド掘削機ｌは、外殻を形成する筒状のスキン
プレート２と、スキンプレート２の前部側に設けられて
その前方開口部を塞ぐ隔壁３と、この隔壁３の前方に設
けられたカッタ装置４と、スキンプレート２の内周部側
に所要個数設けられたシールドジヤツキ５・・・と、ス
キンプレート２の後部側内側に設けられている図示路の
エレクタ装置を具備している。

シールド掘削機１のカッタ装置４は、中央部のカッタ本
体４ａとその外周部側の捕助カッタ４ｂｈ）らなるもの
で、必要に応じてＴｈｆｆ助力ツタ４ｂをカッタ本体４
ａの内側に収納してカッタ装置４の外径を縮小できるよ
うになっている。

シールド掘削機ｌのスキンプレート２の先端部は、外筒
部７と内筒部８により２重構造に形成され、外筒部７と
内筒部８の間には筒状の貫入リング９がシールド掘削機
ｌの前後方向に移動自在に格納されている。この貫入リ
ング９の先端部には、既設トンネル′ｒの側面に貫入リ
ング９の先端を当接させた際に、貫入リング９の先端部
周縁が全周にわたり既設トンネルＴの側面に隙間なく密
接できるように、既設トンネルＴの側面形状に合致する
形状の凹部９ａが形成されている。この例の既設トンネ
ルＴは断面円形状に形成されているので、凹部９ａは６
型に形成されるが、既設トンネルの断面が楕円状あるい
はその他の形状である場合は、凹部９ａの形状もトンネ
ルの断面形状に合わせて形成する。また、貫入リング９
の後方側には貫入リング９を押し出すための押出装置１
０が設けられており、この押出装置１０の内部に押出ジ
ヤツキを備えている。

以下にシールドトンネルＳＴと既設トンネルＴを接合す
る手順について説明する。

シールド掘削機ｌは、第１図に示すように、前部のカッ
タ装置４により地山を掘削し、内部のエレクタ装置によ
り１次覆工用のセグメントＳを組み立て、ノールド掘削
機ｌの後部側にシールドトンネルＳ′ｒを構築し、固定
されたセグメントＳをシールドジヤツキ５で押圧して得
た反力を推進力として地中を掘進している。

そして、シールド掘削機１が既設トンネルＴに接丘し、
カッタ装置４の先端が既設トンネル′ｒの数十ｃ　ｍ　
Ｔ′、１ｉｉＴに接近したならば、シールド掘削機ｌの
Ｉｌｌ　ａを停止させる。この状態で第２図に示すよう
にカッタ装置４の補助カッタ４ｂを収納してカッタ装置
４を縮小する。

カッタ装置４を縮小したならば、第３図に示すように４
人リング９を地山内に押し出す。貫入りフグ９の押し出
しの際に地山の抵抗が高い場合は、貫入リング９の先端
側の地山をウォータージェット装置により切り崩し、貫
入リング９の押し出しを容易にできるようにしても良い
。また、貫入リング９の押し出しとともに、カッタ装置
４を作動させて貫入リング９の内側の土砂りを粉砕し、
この上砂りをカッタ装置後方の隔壁３に設けられている
図示略の排出孔から排出する。

このように押し出された貫入リング９は既設トンネル′
ｒに接近し、第４図に示すように既設トンネル′ｒの側
面に到達する。既設トンネルＴの側面に到達した貫入リ
ング９はその先端の凹部９ａで既設トンネルＴの側面に
隙間なく密接する。

貫入リング９が既設トンネルＴに到達したならば、既設
トンネルＴのトンネル壁の内部側（第５図の８部分）か
ら貫入リング９の外部側の地山に向ってポーリングを行
い、貫入リング９の周囲の地盤に補助的に薬液注入を行
って地盤を改良する。

この地盤改良工事は、貫入リング９の先端部まわりの止
水性を確保するために行うので、貫入リング９の先端ま
わりの地山の狭い範囲を改良すれば良い。従って接合部
周囲の地盤に埋設されている構造物への影響は生じない
。

また、前記地盤改良工事と並行して、あるいは、改良工
°１１の後にシールド掘削機１の解体を行い、カッタ装
置４とその他の付属機器を解体して第５図に示４〜よう
に撤去する。更に、シールドジヤツキ５・・・し撤去し
てその周囲にセグメントＳを組み付けるとともに、スキ
ンプレート２と貫入リング９を残したままの状態でスキ
ンプレート２と貫入リング９の回りにコンクリートの打
設を行い、更に既設トンネルＴのトンネル壁も一部撤去
して第６図に示すようにシールドトンネルＳＴと既設ト
ンネル′ｒの接合を完了する。

前記接合工事の際に、接合部まわりの地盤を貫入リング
９で完全に支持することができ、貫入リング９の先端部
まわりに、出水性確保のための薬液注入工１ｔを行うこ
とでトンネル接合工事ができるので、接合部まわりの地
盤を大規模改良する必要がない。従って接合部の地盤改
良工事を簡略化することができ、工期の短縮化並びに工
費の削減ができる効果がある。また、前述の方法によれ
ば、接合部周囲の地盤改良工事の規模を大幅に縮小でき
るので、接合部の周囲に重要構造物が埋設されている場
所におけるトンネル接合工事であっても重要構造物と干
渉することむく安全に工事できる特徴がある。

ところで、前記接合工事を行って完成された接合部の断
面構造は、第６図に示すようになっている。この接合構
造では、スキンプレート２と貫入リング９がそのままト
ンネル接合部の補弧材となるので、強度の高いトンネル
接合部を構築できる特徴がある。しかも、貫入リング９
の先端部周縁が既設トンネル接合の側面に隙間なく密接
し、その周囲をコンクリートで覆うので、接合部分の止
水性も十分に高くすることができる。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、既設トンネルの側面形状
に合致する形状の凹部を有する貫入リングを用い、既設
トンネル側面に貫入リングを密接させた状態でトンネル
接合を行い、貫入リングで周囲の地山を支持しつつ既設
トンネルとシールドトンネルを接合できるので、地盤改
良工事を大幅に簡略化することができ、工期の短縮化と
工費の削減をなしえる効果がある。また、トンネル接合
部の周囲に重要構造物が埋設されている場合であっても
、本発明方法では地盤改良工事の規模が小さいので、接
合部まわりに埋設された構造物との干渉を起こすことな
く安全にトンネルの接合玉串ができる効果がある。更に
、トンネル接合部に貫入リングを残し、その外側にシー
ルド掘削機のスキンプレートを残した状態でトンネル接
合部が構築されるので、トンネル接合部の強度が高く、
止水性ら向にする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は掘進中のシールド掘削機が既設トンネルに接近
した状態を示す断面図、第２図は既設トンネル近傍でシ
ールド掘削機が掘進を停止した状態を示す断面図、第３
図はシールド掘削機から地山に貫入リングを圧入してい
る状態を示す断面図、第４図は貫入リングが既設トンネ
ル壁に到達した状態を示す断面図、第５図はトンネルの
接合途中の状態を示す断面図、第６図は接合されたトン
ネルを示す断面図である。 ′ｒ・・・既設トンネル、ｓ’ｒ・・・シールドトンネ
ル、Ｇ・・・地盤、ｌ・・・シールド掘削機、２・・・
スキンプレート、４・・・カッタ装置、５・・・シール
ドジヤツキ、７・・外筒部、８・・・内筒部、９・・・
真人リング、Ｄ・・・土砂。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 筒状のスキンプレートの前部に設けられたカッター装置
   により地山を掘削し、内部で一次覆工用のセグメントを
   組み立てながら地中を掘進するシールド掘削機を用いて
   既設トンネルの側面に掘削中のシールドトンネルを接合
   する工法において、スキンプレートの先端部が外筒部と
   内筒部による２重構造に形成され、前記外筒と内筒の間
   にシールド掘削機の前後方向に移動自在に貫入リングが
   収納され、スキンプレートの内部側に前記貫入リングの
   押出装置が設けられるとともに、前記貫入リングの先端
   部に既設トンネルの側面に密接可能な凹部が形成されて
   なるシールド掘削機を用い、既設トンネルの側面近傍で
   シールド掘削機の掘削を停止して既設トンネル側部の地
   山に貫入リングを圧入し、貫入リングの先端の凹部を既
   設トンネル壁の側面に当接させて密接させた後に、シー
   ルド掘削機のスキンプレートと貫入リングを地山内に残
   した状態でシールドトンネルの覆工を行うとともに、貫
   入リングの内側の既設のトンネル壁を除去してトンネル
   の接合を行うことを特徴とするシールドトンネルの接合
   工法。