JPH0571293A

JPH0571293A - トンネル構築方法

Info

Publication number: JPH0571293A
Application number: JP3167761A
Authority: JP
Inventors: Junichi Mihara; 準一三原; Hiroshi Kamiide; 浩志神出; Masataka Uozumi; 雅孝魚住
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 1991-06-12
Filing date: 1991-06-12
Publication date: 1993-03-23

Abstract

(57)【要約】【目的】シールド付きの掘削装置を用いて、余掘りによ
る空隙部分から地山を緩ませることなく、トンネル２５
を構築する。【構成】外殻２の内側に配置した掘削機６で掘削すると
共に、該外殻２の外側と地山２０との間に非固結性の一
次裏込材２６を充填する。一次裏込材２６が地山２０を
支持した状態で、外殻２が抵抗なく推進する。そして、
外殻２の後部でセグメント１６を立て込み、地山２０と
セグメント１６との間にモルタル２２を二次裏込するこ
とにより、構造的に安定したトンネル２５を構築してい
く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド付きの掘削装
置を用いて、地山の安定を保ちつつシールドが推進し得
る、トンネル構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド付きの掘削装置を用いて
山岳トンネルを構築しようとする場合には、地山が岩盤
であるが為に掘削断面形状の侭に均一に掘削することが
出来ず、従って、掘削された地山の断面とシールドとの
間には、余掘りによる空隙が避け難い形で形成されてい
る。該余掘りによる空隙部分には、固結性の裏込材を充
填するとシールドと地山が縁切りされずに一体化してし
まうことによりシールドが推進することが出来なくなっ
てしまうので、シールドが通過するまで裏込材を充填す
ることが出来なかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれでは、シー
ルドが通過するまでの間、地山の露出面が放置されるこ
とになり、そして、時間の経過と共に露出した侭の地山
が緩んで、肌落ちが生じる等の脆弱な構造状態を呈する
ことになる。即ち、地山を緩めない為には、空隙が形成
されたら即座に、何等かの手段を以って該空隙を閉塞し
ておくことが望ましい。本発明は、上記事情に鑑み、シ
ールド付きの掘削装置を用いてトンネルを構築する際
に、シールドと地山との間に余掘りによる空隙が形成さ
れたら即座に、シールドが推進し得る形で該空隙を閉塞
しておくことが出来る、トンネル構築方法を提供するも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、掘進方向に推
進し得る外殻（２）の内側に配置する形で掘削機（６）
を設けておき、前記掘削機（６）で地山（２０）をトン
ネル掘進方向に掘削すると共に前記外殻（２）を推進さ
せ、該掘削機（６）で掘削された地山（２０）と前記掘
進方向に推進した外殻（２）の外側との間に非固結性材
（２６）を裏込充填し、前記外殻（２）の後部でプレキ
ャストコンクリート製の覆工部材（１６）をトンネル掘
削空間（２５０）内に立て込み、前記トンネル掘削空間
（２５０）内に立て込まれた覆工部材（１６）と地山
（２０）との間に固結性材（２２）を裏込充填して、ト
ンネル（２５）を構築するようにして、構成される。な
お、（）内の番号等は、図面における対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない。以下の

【作用】の欄についても同様である。

【０００５】

【作用】上記した構成により、本発明は、非固結性材
（２６）が地山（２０）を支持し乍ら外殻（２）が推進
し、そして、固結性材（２２）が覆工部材（１６）を地
山（２０）に定着するように作用する。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明に使用されるトンネル掘進装
置の一例を示す斜視図、図２は、図１に示すトンネル掘
進装置を用いてトンネルを掘進する施工側面図、図３
は、図１に示すトンネル掘進装置を用いてトンネルを掘
進する施工上面図である。

【０００７】トンネル掘進装置１は、図１乃至図３に示
すように、胴型状に形成された外殻２を有しており、外
殻２は掘進方向、即ち矢印Ａ、Ｂ方向に近接遠退自在に
接続された前胴２Ａ及び後胴２Ｂにより構成されてい
る。即ち、後胴２Ｂの先端部分には中継胴２Ｃが、前胴
２Ａ後端部分に入り込む形で形成されており、前胴２Ａ
と中継胴２Ｃとは、互いの内周に沿う形で複数設けられ
た外殻ジャッキ２Ｄにより接続されている。そして、外
殻ジャッキ２Ｄを押出し駆動することにより前胴２Ａと
後胴２Ｂは、互いに接し合っている状態から外殻ジャッ
キ２ＤのピッチＬ３分だけ矢印Ａ、Ｂ方向に離れること
が出来る状態になっている。また、前胴２Ａ及び後胴２
Ｂの下方には、トンネル掘進装置１を用いて既に掘削さ
れてなるインバート２５ｂが、地山２０が切り開かれる
ことにより岩盤が露出した形で形成されており、インバ
ート２５ｂは切羽２０ａからトンネル後方へ、即ち矢印
Ａ方向から矢印Ｂ方向に伸延する形で、連続的に形成さ
れている。前胴２Ａは、インバート２５ｂに向かって開
口する形で無底状に形成されており、後胴２Ｂには、図
２に示すように、下側に底部２Ｂ₁が、インバート２５
ｂとの間を遮蔽する形で形成されている。前胴２Ａ及び
後胴２Ｂの左右内側面には外殻レッグ３が、矢印Ａ、Ｂ
方向に複数並んで該前胴２Ａ及び後胴２Ｂの下端部分か
ら下方に突出する形で昇降自在に設けられており、従っ
て、後胴２Ｂに設けられた外殻レッグ３は底部２Ｂ₁を
貫通している。そして、各外殻レッグ３はインバート２
５ｂに支持されており、また各外殻レッグ３には油圧ジ
ャッキ３１が、前胴２Ａ及び後胴２Ｂを上下、即ち矢印
Ｃ、Ｄ方向に移動自在に支持する形で、設けられてい
る。

【０００８】前胴２Ａの前端部分には、切羽２０ａのア
ーチ部分を仮支保するための先受矢板５が、該前胴２Ａ
の内周に沿った形で、且つ矢印Ａ、Ｂ方向に油圧ジャッ
キ等により突出後退自在に複数枚設けられており、前胴
２Ａの内側のインバート２５ｂ上には掘削機６が設置さ
れている。掘削機６は機体６ａを有しており、機体６ａ
の後部には掘削機６を操作駆動する為の油圧ユニット６
１、制御盤６２等が搭載されている。また、機体６ａに
は、該機体６ａを推進駆動させるための公知のスライド
シュー機構７が設けられており、スライドシュー機構７
は、機体６ａを支持し得るスキー板状の一対のスライド
シュー７Ａ、７Ｂをスライドジャッキ７Ｃ、トグルジャ
ッキ１３等を介して順次間欠的に矢印Ａ方向に押出し引
き寄せ駆動することにより、掘削機６が歩行式に自走す
るように構成されている。機体６ａの前端にはカッタヘ
ッド９が、矢印Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ方向に揺動駆動自在及び
矢印Ａ、Ｂ方向に進退駆動自在で且つ旋回駆動自在な形
で設けられており、カッタヘッド９の先端には、地山２
０等の岩盤を破砕掘削し得る切削刃９ａが、設けられて
いる。カッタヘッド軸部９ｂの外周にはスクリューブレ
ード９ｃが、ずり、即ち切削刃９ａにより破砕された切
羽２０ａの岩を、矢印Ｂ方向である後方へ搬送する形で
設けられており、スクリューブレード９ｃの後方にはず
り回収用のギャザリング１０が、カッタヘッド軸部９ｂ
の基部に装着される形で設けられている。ギャザリング
１０に回収されたずりは、機体６ａの側方に設けられた
コンベヤ１１を介して、さらに後方へ搬送されて、適当
なるずり搬送手段によりトンネル２５の抗外へ運び出さ
れる。ところで、前記機体６ａの上部には矢印Ａ、Ｂ方
向に並ぶ２体のキャノピージャッキ１２、１２が、シリ
ンダ１２ａ部分が連立する形で装着されており、各キャ
ノピージャッキ１２の上部には、前記前胴２Ａの天蓋部
分内周面に沿う形で蒲鉾片状に形成されたキャノピー１
２ｂが、シリンダ１２ａを介して矢印Ｃ、Ｄ方向である
上下方向に移動駆動自在な形で、設けられている。ま
た、機体６ａの矢印Ｅ、Ｆ方向両側部には、サイドジャ
ッキ１５、１５が、機体６ａを前胴２Ａの内側面に支持
させる形で前後に一対ずつ装着されており、即ち機体６
ａと前胴２Ａとは、キャノピージャッキ１２、１２及び
サイドジャッキ１５、１５を介して、坑道内周方向に対
して接合分離自在な形に構成されている。

【０００９】一方、前記後胴２Ｂの側壁部内側には、セ
グメント１６を該後胴２Ｂの後方、即ち矢印Ｂ方向に接
続する形で覆工立込みするためのエレクタ１７が、図３
中上方に支持部１７ａが固定される形で、設けられてい
る。エレクタ１７にはセグメント１６を保持反転するた
めのブーム１９が、ブームジャッキ１９１を介して矢印
Ｇ、Ｈ方向に揺動駆動自在で、且つ矢印Ａ、Ｂ方向に進
退自在な形で設けられている。そしていま、後胴２Ｂの
後方には、エレクタ１７により覆工立込みされた長円環
状のセグメント１６が、矢印Ａ、Ｂ方向に隙間なく並ぶ
形で複数接続されており、隣接するセグメント１６、１
６間には止水板、締結ボルト等が、該複数接続されるセ
グメント１６を密に構造一体化する形で、適宜配設され
ている。エレクタ１７により既に覆工立て込みされて構
造一体化したセグメント１６の掘進方向最先端部分、即
ち図中最左方に配設されているセグメント１６は、後胴
２Ｂの内部に、後方即ち図中右方から入り込む形で、配
置されており、該最先端部分に配置された立て込み済セ
グメント１６の矢印Ａ方向下端部分には、該立て込み済
セグメント１６と新たに立て込まれるセグメント１６を
芯出し接合するためのセグメント支持手段２９が、底部
２Ｂ₁に固定される形で設けられている。セグメント１
６の円周方向外側には、地山２０が馬蹄形状断面に掘削
されることにより長円状断面のセグメント１６との間に
空隙が生じる形で、裏込め層２１が形成されており、裏
込め層２１には、グラウトポンプ２３等を介してモルタ
ル２２等が充填される。従っていま、モルタル２２が硬
化することにより覆工が完了したものとすると、後胴２
Ｂの後方には既に覆工済みのトンネル２５が構築されて
いる。また、覆工済みのトンネル２５と切羽２０ａの間
には、掘削機６を介して掘削される地山２０に余掘りが
避けがたく形成される形で、外殻２と地山２０の間に仮
空隙２１’が生じており、仮空隙２１’には砂、発泡ス
チロールビーズ等の非固結性の粒子状材からなる一次裏
込材２６が、適宜圧力下でまた、増粘剤を選択的に混練
されて、吹込み充填されることによりそれぞれの粒子が
一時的に結着された形で、充填されている。即ち、トン
ネル２５は、地山２０がカッタヘッド９により切り開か
れた形で形成されたトンネル掘削空間２５０に、セグメ
ント１６がモルタル２２により地山２０に定着された形
のトンネル構造体２５１が、トンネル掘進装置１が矢印
Ａ方向に前進するにつれて順次矢印Ａ方向に伸延してい
く形で構築されることにより、形成されており、従って
いま、トンネル掘進装置１は、トンネル掘削空間２５０
の掘進方向先端部分に配置されている。

【００１０】トンネル掘進装置１は以上のような構成を
有するので、該トンネル掘進装置１を用いて、岩質の地
山２０を掘削するには、切羽２０ａに切削刃９Ａを当接
する形で掘削機６を駆動することにより岩を破砕して、
掘削断面形状が馬蹄形を呈するように矢印Ａ方向に掘進
していく。掘削機６を駆動する際にはまず、先受矢板５
を矢印Ａ方向に突出させて、切羽２０ａ部分の岩が崩落
し得ないように支持する。そして、外殻２を外殻レッグ
３を介して、油圧ジャッキ３１を加圧駆動することによ
りインバート２５ｂに反力を求める形で、矢印Ｃ方向に
押し上げる。すると、外殻２は、一次裏込材２６を介し
てアーチ２５ａ部分に押しつけられる形で、地山２０に
支持された状態になる。また、同時に、前記覆工済みの
トンネル２５と切羽２０ａ間の未覆工部分の地山２０
が、一次裏込材２６により肌落ち防止される形で、該地
山２０の安定確保がなされる。こうして、外殻２で地山
２０を支持したところで、キャノピージャッキ１２を加
圧負荷してラム１２ｃを上方、即ち矢印Ｃ方向に押し出
すことにより前胴２Ａの天蓋部分にキャノピー１２ｂを
押しつけ、また、サイドジャッキ１５、１５を加圧負荷
してラム１５ｃ、１５ｃを側方、即ち矢印Ｅ、Ｆ方向に
押しだすことにより、機体６ａを前胴２Ａに、一体化さ
せる形で、支持させる。すると、機体６ａは前胴２Ａの
周面全体の面圧により支持される形になるので、機体６
ａが、カッタヘッド９に生じる掘削抵抗や振動に十分抗
して前胴２Ａ内を移動し得ないように堅固に固定支持さ
れる。こうして、機体６ａが前胴２Ａに堅固に支持され
たところで、カッタヘッド９を、矢印Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ方
向に揺動させつつ回転駆動することにより、切削刃９ａ
を介して地山２０を切り開く形で、掘削機６の掘削スト
ロークＬ１だけ該切削刃９ａを矢印Ａ方向に進出させ
る。すると、切羽２０ａが掘削ストロークＬ１だけ矢印
Ａ方向に前進する形で、トンネル２５の掘削が進行す
る。また、切羽２０ａを掘削すると同時に乃至先立ち、
仮空隙２１’には、一次裏込材２６を圧送パイプ２７を
介してアーチ２５ａ部分から適宜圧力、即ち通常セメン
トミルク等を高圧充填する際の圧力の数分の一程度の低
圧力を以って、粒子を吹き込む形で、充填する。する
と、斯くの如き低圧力を以って吹き込み充填された一次
裏込材２６は、外殻２を内方へ押し潰すことなく、地山
２０の変形をある程度許容しつつ余掘り部分からの肌落
ちを防止すると共に、外殻２から外側周面に沿った形で
外方へ作用する応力を、一次裏込材２６と地山２０に分
散支持させるような役目を果たし得る。ここで一次裏込
材２６は、単に非固結性の粒子状材を仮空隙２１’に充
填することによりそれぞれの粒子を一時的に決着させて
保形してあるだけのものなので、地山２０の一部が局所
的に押し出してきたような場合には、それぞれの粒子が
移動して該一次裏込材２６自体が変形することにより応
力分散させることが出来る。従って、一次裏込材２６
は、例えばモルタル、コンクリート等のように応力集中
によるクラックが発生したり、シート状部材のように引
き裂かれて破損するようなことなく、安定的に地山２０
を支持することが出来る。また、地山２０が湧水性、押
出し性、破砕性岩等の不良地山である場合には、アーチ
２５ａ部分から掘削断面内方へ向かって押し出してくる
形で、地山２０が崩壊しようとする。そこで、油圧ジャ
ッキ３１に更に付加的に加圧することにより外殻レッグ
３が脚を伸ばした状態にすると、外殻２がアーチ２５ａ
に向かって更に押し上げられて、そして、該外殻２と地
山２０とに挟まれて押圧されることにより一次裏込材２
６が付加圧縮されて、それぞれの粒子の決着力が増すこ
とにより、該一次裏込材２６全体の剛性が増す。すると
一次裏込材２６は外殻２と一体になった形で、地山２０
の押出しに対する抗力を更に付加的に発揮することが出
来るので、こうして掘削断面が内方へ押潰されるのが確
実に防止される。

【００１１】そして、掘削機６の掘削ストロークＬ１だ
け、カッタヘッド９が矢印Ａ方向に進行することによ
り、切羽２０ａがＬ１だけ掘進方向に前進したなら、こ
こで、スライドシュー機構７を介して掘削機６を前進さ
せる。この際まず、油圧ジャッキ３１を圧力開放して外
殻レッグ３を縮める。すると外殻レッグ３はインバート
２５ｂから浮き上がり、そして、前胴２Ａが、天蓋部分
がキャノピー１２ｂ、１２ｂに載戴される形で、機体６
ａにより支持された状態になる。ここで、キャノピー１
２ｂ、１２ｂは前胴２Ａの天蓋部分内側形状に沿う形で
蒲鉾片状に形成されているので、機体６ａに前胴２Ａの
重量が均等に作用することが出来、従って、前胴２Ａが
傾斜することなく安定した状態で、機体６ａにより支持
され得る。こうしておいてサイドジャッキ１５、１５を
圧力開放し、そして、キャノピージャッキ１２、１２を
圧力開放すると、キャノピー１２ｂ、１２ｂと共に前胴
２Ａが、該前胴２Ａの天蓋部分が一次裏込材２６と別離
する形で、下方、即ち矢印Ｄ方向に降下する。こうして
機体６ａに前胴２Ａが載戴支持されたところで、スライ
ドシュー機構７を適宜駆動して、機体６ａを移動ストロ
ークＬ２だけ矢印Ａ方向に前進させる。すると、スライ
ドシュー７Ａ、７Ｂはスキー板状に形成されており、そ
して、地山２０は岩質であることから、前胴２Ａを載戴
支持した状態の機体６ａは、インバート２５ｂに反力を
求める形で、前胴２Ａと共に容易に掘進方向に前進する
ことが出来る。また、仮空隙２１’に充填された一次裏
込材２６は砂、発泡スチロールビーズ等の非固結性の粒
子状材であり、そして、アーチ２５ａ部分の一次裏込材
２６はキャノピー１２ｂ、１２ｂの降下と共に、既に前
胴２Ａの天蓋部分と縁切りされて分離した状態になって
いるので、前胴２Ａは掘削機６ａの前進を妨げることな
く容易に該仮空隙２１’を滑り抜けることが出来る。こ
うして、前胴２Ａを掘削機６ａに支持させた形で移動ス
トロークＬ２分前進させて後、再び切羽２０ａを掘削す
る際には、まず、キャノピージャッキ１２、１２を駆動
することにより前胴２Ａを上方に押し上げてから、油圧
ジャッキ３１を加圧して外殻レッグ３を下方に押し出す
と、外殻３が地山２０を支持した状態になる。そうして
おいて、再びキャノピージャッキ１２、１２及びサイド
ジャッキ１５、１５を加圧駆動することにより、掘削機
６ａを前胴２Ａに支持させた状態にして、そしてカッタ
ヘッド９の駆動を再開することにより、切羽２０ａを掘
削して行く。ところで一方、前胴２Ａ及び機体６ａの前
進時には、後胴２Ｂは前進せずに取り残されて、中継胴
２Ｃが前胴２Ａの後端から抜け出す形で、前胴２Ａから
遠退した状態になっている。そこで後胴２Ｂは、切羽２
ａが前進して、新たに切り開かれた部分の地山２０が適
宜安定したところで、後胴２Ｂの外殻レッグ３を縮めて
後胴２Ｂと一次裏込材２６を縁切りし、その状態で、外
殻ジャッキ２Ｄを駆動することにより、該外殻ジャッキ
２Ｄの駆動ストロークＬ３分前胴２Ａに引き寄せる形
で、矢印Ａ方向に移動させるようにする。この際、前記
掘削機６の掘削ストロークＬ１と外殻ジャッキ２Ｄの駆
動ストロークＬ３は一致している必要はなく、むしろ、
駆動ストロークＬ３を掘削ストロークＬ１の２倍等の整
数倍に設定しておくことにより、新たに切り開かれた部
分の地山２０の応力再配置がある程度進行するまで、後
胴２Ｂの前進を待つ方が賢明である。従って、後胴２Ｂ
の前進時期は、該後胴２Ｂの前進サイクルが、前述した
カッタヘッド９による切羽２０ａの掘削及び該掘削に追
従する前胴２Ａ及び掘削機６ａの前進のサイクルと対応
するように、予め適宜設定しておく。

【００１２】ところでこうして、後胴２Ｂを掘進方向に
外殻ジャッキ２Ｄの駆動ストロークＬ３だけ進行させる
と、覆工立て込み済のセグメント１６のうち最先端、即
ち矢印Ａ方向端部に位置していたセグメント１６と後胴
２Ｂの後部、即ち矢印Ｂ方向端部分には、後胴２Ｂの前
進Ｌ３分だけ空隙が生じる。そこで、後胴２Ｂの前進と
共に乃至先立つように、長円環状のセグメント１６を、
トンネル２５の坑外より横長状に倒した状態でセグメン
ト搬送台車に搭載搬送してくる形で、図３に示すように
後胴２Ｂ内に持ち込む。そして、該横長状に倒した状態
のセグメント１６をエレクタ１７の側方に配置して、ブ
ームジャッキ１９１を駆動することにより、図２に示す
ように、ブーム１９にセグメント１６を支持させた形で
縦長状に起こすと共に９０°反転させて、セグメント１
６の軸心ＣＴをトンネルの構築方向である矢印Ａ、Ｂ方
向に一致させる。そして次に、ブーム１９を矢印Ｂ方向
に押し出すことにより、該縦長状に起こされたセグメン
ト１６を後胴２Ｂ内の後部、即ち矢印Ｂ方向端部近傍
に、既に立て込み済のセグメント１６に締結ボルト等を
介して接続する形で、配置する。この際、セグメント１
６は既に長円環状に形成されているので、トンネル周長
方向に分割された形のセグメントピースを環状に組み立
てる必要がなく、単に新たに設置すべきセグメント１６
と既に立て込み済のセグメント１６をセグメント支持手
段２９を介して芯出しして、各セグメント１６、１６の
端面を整合させるだけで、容易に接合作業を行うことが
出来る。

【００１３】こうして、外殻２を掘進方向、即ち矢印Ａ
方向に前進させつつセグメント１６を順次立て込んで行
くに連れ、外殻２とセグメント１６間に生じる空隙に起
因する新たな裏込層２１が、矢印Ａ方向に順次伸延形成
されていく。そこで、裏込め層２１には、前記掘削スト
ロークＬ１及び外殻ジャッキ２Ｄの駆動ストロークＬ３
に適応したピッチで、グラウトポンプ２３等を介してモ
ルタル２２を高圧充填する形で二次裏込することによ
り、トンネル２５の覆工を構築する。するとモルタル２
２は既に仮空隙２１’に充填されていた一次裏込材２６
の砂、発泡スチロール等のそれぞれの粒子間の空隙部分
を埋め尽くし、さらに地山２０の表面部分に浸透する形
で、裏込層２１に充填される。ここで、モルタル２２は
裏込材であり、二次覆工部材であるセグメント１６を地
山２０に定着支持させるための部材であることから、該
モルタル２２が硬化すると共にトンネル２５の二次覆工
が完了する。

【００１４】こうして、カッタヘッド９により切羽２０
ａを掘削前進させつつ、前胴２Ａ及び後胴２Ｂを順次前
進させ、同時に一次裏込材２６及びモルタル２２の注入
充填作業とセグメント１６の立て込み作業を、適宜工程
下で順次繰返し進めていくことにより、トンネル２５内
に鋼支保工や二次巻きコンクリート用の型枠を別途組む
込む必要なく、外殻２内で掘進作業と同時に覆工の構築
まで完了させることが可能となる。従って、トンネル２
５を構築するに必要な施工時間が短くて済むのは勿論の
こと、外殻２により常に切羽２０ａ部分の地山２０の安
定が確保された状態下で掘進作業が行われ、そして、掘
進と同時に一次裏込作業が速やかに行われることによ
り、切り開かれる地山２０の内部応力を掻き乱すことが
少ない。このため、上記したように構築されるトンネル
２５は、施工中の安全が確保されると共に、構築後に
も、安定的な構造状態を呈することが可能となる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
掘進方向に推進し得る外殻２の内側に配置する形で掘削
機６を設けておき、前記掘削機６で地山２０をトンネル
掘進方向に掘削すると共に前記外殻２を推進させ、該掘
削機６で掘削された地山２０と前記掘進方向に推進した
外殻２の外側との間に一次裏込材２６等の非固結性材を
裏込充填し、前記外殻２の後部でセグメント１６等のプ
レキャストコンクリート製の覆工部材をトンネル掘削空
間２５０内に立て込み、前記トンネル掘削空間２５０内
に立て込まれた覆工部材と地山２０との間にモルタル２
２等の固結性材を裏込充填して、トンネル２５を構築す
るようにして構成したので、非固結性材が地山２０を支
持し乍ら外殻２が推進し、そして、固結性材が覆工部材
を地山２０に定着することが出来る。従って、覆工部材
が地山２０に定着されるまでの間を待つことなく、地山
２０が掘削されたら即座に余掘りによる空隙部分である
仮空隙２１’に非固結材が充填され、そして、非固結材
は外殻２の推進を何等妨げないので、外殻２の通過時に
地山２０から肌落ちすることなく掘進作業が行われ得
る。そして、地山２０は露出したまま放置される期間が
なく、従って緩みが発生しないので、該地山２０自体が
保有している内部応力の均衡が乱れることなく覆工部材
が立込みされる。即ちトンネル２５は、施工中の安全が
確保されるだけではなく、構築後にも長期に亙って安定
した状態を呈することが出来る。また、非固結材は単に
粒子状材を仮空隙２１’に充填することにより保形して
あるだけのものであるため、地山２０が局所的に押し出
してきた場合にはそれぞれの粒子が移動する形で応力を
分散させることが出来、そして、該局所的な押出しが収
まり、切り開かれた地山２０が適度に安定したところ
で、外殻２の後部において固結性材を裏込充填するの
で、該固結性材に地山２０から無理な力が作用すること
がない。従って、トンネル掘削空間内に立て込まれた覆
工部材が変位を被ることなく、トンネル構造体２５１の
一部となることが出来、故に、頑強なる構造状態を構成
することが可能となる。また、上述した全ての作業を外
殻２の内側部分で集中させて行うことにより、トンネル
掘削空間２５０中の作業坑道を有効に利用することが出
来、故に、構築されるトンネルが小断面であっても能率
良く施工していくことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用されるトンネル掘進装置の一例を
示す斜視図である。

【図２】図１に示すトンネル掘進装置を用いてトンネル
を掘進する施工側面図である。

【図３】図１に示すトンネル掘進装置を用いてトンネル
を掘進する施工上面図である。

【符号の説明】

１……トンネル掘進装置２……外殻６……掘削機１６……セグメント（覆工部材）２０……地山２２……モルタル（固結性材）２６……一次裏込材（非固結性材）２５０……トンネル掘削空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘進方向に推進し得る外殻の内側に配置す
る形で掘削機を設けておき、前記掘削機で地山をトンネル掘進方向に掘削すると共に
前記外殻を推進させ、該掘削機で掘削された地山と前記掘進方向に推進した外
殻の外側との間に非固結性材を裏込充填し、前記外殻の後部でプレキャストコンクリート製の覆工部
材をトンネル掘削空間内に立て込み、前記トンネル掘削空間内に立て込まれた覆工部材と地山
との間に固結性材を裏込充填して、トンネルを構築する
ようにして構成した、トンネル構築方法。