JPH04330121A - 地下空洞構築工法及びシールド掘進機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地下空洞構築工法及びそ
の装置、より詳しくは、大口径のトンネル又は地下貯蔵
タンク等の、所謂大口径地下空洞を構築する場合に好適
な地下空洞構築工法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にトンネル等の地下空洞を構築する
場合シールド掘進器が用いられているが、このシールド
掘進機は本体の前面にカッタービットを有する面板を取
付け、この面板を回転させて地山を切削するとともに、
本体後部において切削された地山に沿ってセグメントを
逐次配置することにより地下空洞を構築するようになっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近来地下空
洞も大型化の傾向にあり、またその切削断面が円形に限
らず、他の断面形状のものも掘削する必要が生じている
。しかしながら、前記シールド掘進機においては大口径
にする場合は掘進機自体が大型化したものを使用するの
でその建造費も多大なものとなる。その上に円形以外の
多種の多様化した断面には対応できないという問題があ
った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記したような
問題点を解決するためになされたものであって、地中を
小口径のシールド掘進機で掘削し、該シールド掘進機の
径より小なるセグメントを配置するとともに、このセグ
メントと地山との間隙にセメントを充填して単位壁体を
構成し、この単位壁体を複数個平行にかつ相接する他の
単位壁体とその一部が重合するように配置して連続した
壁体を構成し、この壁体で形成される区画内の土砂を排
出するようにした地下空洞構築工法とその装置を提供せ
んとするものである。

【０００５】

【作　　用】かかる構築工法によれば、小口径シールド
掘進機により掘削されたセグメントとセメントにより単
位壁体が構成され、しかも各単位壁体はそのセメント部
分で重合して壁体が形成されるため、この壁体で形成さ
れる区画内を排土した場合に地下水が流出することはな
い。しかも単位壁体を複数個並べて壁体を構成するため
如何なる大口径であっても、また如何なる断面形状の地
下空洞であっても容易に構築することができる。

【０００６】

【実　　施　　例】以下、図１乃至図１５を参照して本
発明による地下空洞構築工法及びその装置の実施例を説
明する。先ず、図１及び図２に示すように地山１に地下
空洞であるトンネル２を構築しようとする場合、公知の
手段で立坑３を形成し、この立坑３から小口径のシール
ド掘進機を水平方向にしかもあらかじめ定められた壁体
４の構築位置に沿って掘進する。そして筒状の単位壁体
５を複数個平行に、しかもその一部が重合するように配
置されて連続した壁体４が形成する。然る後、この壁体
４で形成される区間６内の土砂を他の排土装置により掘
削除去してトンネル２が構築される。

【０００７】詳述すれば、小口径シールド掘進機７は図
３乃至図５に示されるように、第１の本体８の前方にカ
ッタービット９を設けた面板１０を配置するとともに、
この第１の本体８の後方には中折ジャッキ１１を介して
第２の本体１２が前記第１の本体８に対してその距離を
変化させるように設けられている。そしてこの第２の本
体１２内にはシールドジャッキ１３，送泥管１４及び本
体１２内壁に沿って複数のセメント注入管１５が配置さ
れるとともに、セグメント１６を支持するための内筒１
７と、これを配置するためのエレクター１８が設けられ
ている。このセグメント１６はシールド掘進器７の中心
ＣＬより僅か上方にその中心ＣＬ′がくるように上方に
偏心して配置されている。

【０００８】前記構造の小口径シールド掘進機７を使用
する際には、各種の器材や掘削した土砂を排出するため
の立坑３を所定の間隔で設ける。そしてこれらの立坑３
の内の壁体４を構築する予定位置にセットし、カッター
モータ１９を作動させることにより面板１０を回転させ
地山１をこの面板１０の直径で掘削し、この掘削された
土砂は送泥管１４から前記立坑３を経由して外部に排出
される。

【０００９】このようにして形成された空洞２０内には
エレクター１８によりセグメント１６が地山との間に図
示しない支持具により間隙Ｌを有する如く配置される。 そしてこの間隙Ｌ内にセメント注入管１５からセメント
が注入されてセメント管２１からなる単位壁体５，５が
形成される。この単位壁体５，５は互いに連続しないよ
うに所定の間隔を明けて形成している。

【００１０】そしてこれらの単位壁体５，５の中間位置
に空洞２０を掘削し、この中にエレクター１８によりセ
グメント１６ａを支持した状態でこのセグメント１６と
空洞２０との間隙内にセメントを注入してセメント管２
１ａが形成される。この空洞２０の掘削作業の際には、
図６に示すように小口径シールド掘進機７は先に形成し
た隣合う２本の単位壁体５の一部、具体的には２本のセ
メント管２１，２１の一部と地山１とを掘削し、その後
に空洞２０の内部にセメントを注入して第２の単位壁体
５ａが形成される。この単位壁体５ａは、先に形成した
第１の単位壁体５，５とセメント管２１，２１ａ，２１
が連続したものとなる。以下順次このようにして複数の
単位壁体５が形成されて図１及び図２に示すような単位
壁体５，５ａ…を接続した大型の壁体４が構築されるの
である。

【００１１】この壁体４を構築する場合、単位壁体を５
、５ａ、５の順序で次々に隣の単位壁体を形成する方法
もあるが、実際には図６に示すように単位壁体５，５を
その直径Ｌより僅かに小なる間隔Ｗをあけて形成し、然
る後この２本の単位壁体５，５の間隔Ｗの間を小口径シ
ールド掘進機７で掘削して第２の単位壁体５ａを形成し
て単位壁体を連続させて壁体４を構築するのが良い。 即ち、この方法によると空洞２０を切削する際の切削抵
抗を左右でバランスさせることができるので、小口径シ
ールド掘進機７の掘進方向を制御し易いと言う利点があ
るからである。

【００１２】なお、この実施例においては壁体４の一部
にかまぼこ形の曲面を有する場合について図示したが、
これは直径方向が直線になるように配置すれば垂直壁面
とすることができる。また、必要に応じて内面の凸部分
をカットすることにより平面壁を構成することも可能て
ある。図７は壁体４の内面を平面にする場合の他の実施
例であって、小口径シールド掘進機７により地山１に円
形の空洞２０を形成し、この空洞２０内の底部２０ａ及
び両側部２０ｂに夫々カッタービット９により掘削され
た土砂を充填した後、セグメント１６を配置し、このセ
グメント１６と地山１との間隙Ｌ内にセメント２１を注
入して単位壁体５を形成する。

【００１３】この単位壁体５を形成するための小口径シ
ールド掘進機７は、図８及び図９に示されるように第２
の本体１２は上部が第１の本体８と同一円弧をなす上部
部材１２ａと、これより折れ曲がった両側壁１２ｂと、
これらの両側壁１２ｂの下端部を接続する下部部材１２
ｃとにより構成されたものを使用する。そして少なくと
も底部部材１２ｃにカッタービット９で掘削した土砂を
空洞２０の底部２０ａ及び両側部２０ｂに夫々注入する
ための注入孔が設けられている。また、このように形成
された空洞２０，２０ａとセグメント１６との間にはセ
メント注入管１５，２２よりセメントが注入されて単位
壁体５，５ａが所定の順序で形成されることは前記の通
りである。

【００１４】かかる小口径シールド掘進機７により前記
実施例を示す如く多数の単位壁体５を形成して連続した
所定の断面形状を有する壁体４を構築するのである。勿
論このようにして構築された壁体４の区画内の土砂が排
出されて空間（空洞）６が構築される。図１０及び図１
１による地下空洞構築工法に使用される小口径シールド
掘進機７の他の実施例であって、第１の本体８の後部円
弧をなす上部部材８ａと両側壁８ｂと下部部材８ｃとに
より構成したものである。そして本体８と１２の内部に
は斜め方向にスクリューコンベア２７が設けられて面板
１０の後部の室１０ａ内に収容された土砂を後方に搬出
するようになっている。

【００１５】なお、図１２〜１５は本発明によって得ら
れるトンネルの各種の断面形状であって図１２は円形ト
ンネル、図１３は半半径トンネル、図１４は長円トンネ
ル、図１５は角型トンネルの断面をそれぞれ示している
。これら図示されたトンネルは本発明によって得られる
トンネルの一部であって、本発明の技術思想の範囲内に
おいて他の断面形状のものを建造することが可能である
。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による地下空洞構築工法及びその装置によれば、小口径
シールド掘進機を用いて多数の単位壁体を形成し、この
多数の壁体を連続することによって区画を形成し、この
区画内の土砂を排出するようにしたため、大口径で、し
かも如何なる断面形状を有する地下空洞を安価に、しか
も容易に構築することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による地下空洞構築工法の説明用側面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である

【図３】小口径
シールド掘進機の要部を示す側面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ矢視で示す掘進機の正面図である
。

【図５】図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。

【図６】壁体構築中の実施例説明図である。

【図７】他の形式の壁体構築中の説明図である。

【図８】小口径シールド掘進機の他の実施例の側断面図
である。

【図９】図８のＤ−Ｄ矢視断面図である。

【図１０】小口径シールド掘進機の更に他の実施例の側
断面図である。

【図１１】図１０のＥ−Ｅ矢視断面図である。

【図１２】各種のトンネルの断面形状を示す図である。

【図１３】各種のトンネルの断面形状を示す図である。

【図１４】各種のトンネルの断面形状を示す図である。

【図１５】各種のトンネルの断面形状を示す図である。

【符号の説明】

１　　地山　　　　２　　トンネル　　　　３　　立坑
　　　　４　　壁体　　　　５　　単位壁体 ７　　小口径シールド掘進機　　　　８　　第１の本体
　　　　１２　　第２の本体 １４　　送泥管　　　　１５，２２　　セメント注入管
　　　　１６　　セグメント １７　　内筒　　　　２０　　空洞　　　　２１　　セ
メント。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　地山中を小口径のシールド掘進機で掘
   削し、このシールド掘進機の口径より小なる外径のセグ
   メントを配置するとともに、このセグメントと地山との
   間隙にセメントを充填して単位壁体を構成し、この単位
   壁体を複数個平行にかつ相接する他の単位壁体とその一
   部が重合するように配置して連続した壁体を構成し、更
   にこの壁体で形成された区画内の土砂を排出するように
   した地下空洞構築工法。
2. 【請求項２】　　先に形成した単位壁体のセメントを切
   削するようにシールド掘進機で地山を掘削し、以降の単
   位壁体を先に形成した単位壁体と平行にかつその一部が
   重合するように配置する請求項１記載の地下空洞構築工
   法。
3. 【請求項３】　　地山中に単位壁体をシールド掘進機の
   径より僅かに小なる間隔を置いて形成した後、前記シー
   ルド掘進機により両側の単位壁体の側面を切削しながら
   ２本の単位壁体の間に単位壁体を形成して壁体間を連続
   するようにした請求項１記載の地下空洞構築工法。
4. 【請求項４】第１の本体前面にカッタービットを有する
   面板を取付けるとともに、前記第１の本体後部に中折ジ
   ャッキを介して第２の本体を連結し、この第２の本体内
   周に複数本のセメント注入管を設け、かつこのセメント
   注入管の内方にセグメントを配置可能にしたことを特徴
   とするシールド掘進機。