JPH06229196A - トンネル構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】シールドトンネルにおける裏込厚さを一定に保
持する。 【構成】外殻５におけるテール部５ａの外周を包囲する
形に形成されたテールフード６を、フードジャッキ７を
介して外殻後端５ｂより後側に突出後退駆動自在な形で
設け、裏込材を注入するための注入装置１１の伸縮管１
７ａを、テールフード６の後端部に吐出口１７ｂを開口
させた形で設けたシールド装置１を用いて、シールド推
進と共にテールフード６を後端５ｂより後方側に突出さ
せていき、該テールフード６に坑壁２ｂを支持させなが
らこれをテール部５ａに徐々に引き込んでくる形で裏込
注入を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に軟弱な地盤に適用
するに好適なトンネル構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド工法によってトンネルを
構築する際には、シールド機の外殻内部においてこれに
後続させる形で、セグメントを、該外殻の内径より小径
の環状に建て込み、その後、外殻を推進させてから、該
環状に建て込まれたセグメントの背面側に、予めセグメ
ントの適宜位置に貫通穿設しておいたグラウトホール等
を介して裏込材を注入することによって、セグメント外
周と地盤との間に生じる間隙、即ちテールボイド部分を
充填する形で、セグメントを地盤に接続させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした方法
では、環状のセグメントが何らかの原因（例えば、地盤
の崩壊等により）で掘削坑道に対して相対的に偏心した
場合に、当該偏心分だけテールボイドの幅が増減する形
で、裏込材の厚さが不均一になってしまう。すると、セ
グメントはその背面側において裏込厚さが一定になって
いない状態となって地盤との接続状態が不均一になり、
セグメントが覆工リングとしてその全周で土圧を均一に
支持する機能を果たし得なくなる危険性がある。特に、
シールド推進と同時に地盤がテールボイド部分に崩壊し
てしまうような軟弱地盤においては、裏込材注入以前に
セグメント外側に向けて地盤が崩れてしまうために、裏
込厚さを均一にするのが難しく、その結果緩い地盤をさ
らに緩めたり、また、天端側とインバート側において裏
込状況に差異が生じて、脆弱なトンネル構造になってし
まう危険性がある。そこで本発明は、上記事情に鑑み、
シールドトンネルにおける裏込厚さを常に一定に保持す
ることが出来るようにした、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】即ち本発明は、シールド
装置（１）の殻体（５）に、該殻体（５）の周面形状に
沿った形の庇体（６）を、該殻体（５）の後端（５ｂ）
側から突出自在な形で設けると共に、前記庇体（６）の
後部（６ｂ）から裏込材（１９）を吐出し得る形の裏込
材供給手段（１６、１７、１７ａ）を設けておき、前記
殻体（５）の内側（５ｓ）においてセグメント（３１）
をトンネル周方向に接続する形で建て込むことによって
トンネル構築する際に、前記殻体（５）の推進動作に伴
なって、前記庇体（６）を該殻体（５）の後端（５ｂ）
側から後方側に突出させることによって、該殻体（５）
の推進によって解放される地盤坑壁（２ｂ）を該庇体
（６）に支持させ、その状態で、前記裏込材供給手段
（１６、１７、１７ａ）を介して前記庇体（６）の後部
（６ｂ）から裏込材（１９）を吐出させながら、該庇体
（６）を前記殻体（５）側に引き込み、前記庇体（６）
に支持されていた地盤坑壁（２ｂ）と前記トンネル周方
向に接続されたセグメント（３１）の間に裏込層（２
０）を形成し、該裏込層（２０）により前記地盤坑壁
（２ｂ）を支持するようにして、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、シールド装置
（１）がその掘進によって形成し、殻体（５）が支持し
ていた地盤坑壁（２ｂ）が、庇体（６）に支持された状
態を経て裏込層（２０）に支持された状態に置き換えら
れる形で、該地盤坑壁（２ｂ）の支持状態が連続するよ
うに作用する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明によるトンネル構築方法によっ
て構築中のトンネルとこれに用いられるシールド装置の
一例を示す図、図２は図１に示すシールド装置における
推進動作の一例を示す図、図３は図１に示すシールド装
置における外殻とテールフードとの接続部分を示す拡大
図、図４は図１のIV、IV矢視図である。

【０００７】シールド装置１は、図１に示すように、横
転筒状に形成された殻体である外殻５を有しており、外
殻５は、該シールド装置１の前側である図１左側、即ち
切羽２ａにその掘削刃を向けた形の図示しない地盤掘削
手段を介して地盤２中に所定の径Ｄ１をなす横転円柱状
に掘削形成した坑道２ｓ中において、該坑道２ｓの先頭
位置である図１左端部に配置する形で、その矢印Ａ方向
側に示す前方側及び、図１上下に示すその周囲を地盤２
に包囲された形になっている。外殻５の内側には作業空
間５ｓが横転円柱状に形成されており、作業空間５ｓに
は前記地盤掘削手段やその掘進によって形成されるズリ
の搬出手段、後述するセグメント３１を建て込むための
エレクタ（図示せず）や推進ジャッキ９等の、トンネル
構築に必要な装置類が配設されている。

【０００８】外殻５の後側にはトンネル４０の覆工３
が、該外殻５の図１右部に示すテール部５ａの内径Ｄ２
より小さな外径の横転円筒形状をなす形で形成構築され
ており、覆工３は、図４に示すように、そのそれぞれが
トンネル覆工形状に沿って円弧状を描くブロック状に形
成されたプレキャストコンクリート製の複数のセグメン
ト３１により構成されている。即ち、覆工３は、トンネ
ル周方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に沿って円環形をなすよ
うに接続された複数のセグメント３１が、その１リング
の幅が掘進方向である矢印Ａ、Ｂ方向に幅Ｌ１をなす形
で、前記作業空間５ｓにおいて、外殻５の矢印Ａ方への
推進に後続して順次１リングづつ接続された形で、坑道
２ｓ中に建て込まれることによって構築されつつある。
従って、覆工３は、図１に示すように、その図１矢印Ａ
方向側端部に示す前端３ｂが外殻５の内側である作業空
間５ｓに配置する形で、該外殻５内に常時１乃至２リン
グ分のセグメント３１が入り込み配置されている。な
お、矢印Ａ、Ｂ方向及び矢印Ｃ、Ｄ方向に隣接するセグ
メント３１、３１間には、図示しない締結ボルトが、止
水材等と共に、トンネル４０の設計仕様によって定めら
れた分だけ適宜配設されている。

【０００９】また、シールド装置１の外殻５より後方側
である矢印Ｂ方側に配置している覆工３の外周面３ａと
坑道２ｓの地盤坑壁である坑壁２ｂとの間には、図１に
示すように、該坑壁２ｂを支持する形の裏込層２０が、
トンネル断面方向である矢印Ｅ、Ｆ方向に幅略Ｄ３をな
す形で略環状に形成されており、裏込層２０は、覆工３
の外径が前記坑道２ｓの径Ｄ１より小径をなすことによ
って形成されるテールボイド部分に裏込材である発泡モ
ルタル１９が、該テールボイド部分の全域を埋め尽くす
形で充填されることによって構成されている。従って、
構築済みの覆工３は裏込層２０を構成している発泡モル
タル１９を介して地盤２の坑壁２ｂに接続された形にな
っており、該覆工３は、その外周全周を裏込層２０を形
成している発泡モルタル１９に包囲された形で、該覆工
３を構成している複数のセグメント３１相互間の接続箇
所から地盤２中の間隙水を覆工３内のトンネル空間或い
は外殻５内の作業空間５ｓに浸入させることなく、地盤
２による土圧を支持することが出来るようになってい
る。

【００１０】ところで、シールド装置１の外殻５には、
図１又は図３に示すように、そのテール部５ａにおいて
外周面５ｃを包囲する形で、即ち該外殻５の周面形状に
沿った形で円環状に形成されて、坑壁２ｂを支持し得る
庇体であるテールフード６が、該外殻５の後端５ｂから
後方側に向けて、セグメント３１が構成している覆工３
のリング幅Ｌ１に対応したＬ１分だけ図２に示すように
後方側である矢印Ｂ方向に突出自在な形で、これに嵌合
装着されており、テールフード６の前端側である矢印Ａ
方向側端部には、例えば図３に示すようなプレート７１
等を介してその突出先端側がテールフード６に溶接され
た形で、その突出駆動方向を後方側である矢印Ｂ方に向
けた油圧駆動式のフードジャッキ７が、各フードジャッ
キ７の本体部分が外殻５の内側に固設されてそのピスト
ンロッド部分が突出後退駆動自在な形で、図４に示すよ
うに、トンネル周方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に沿って複
数並んで設けられている。なお、図３に示す例において
は、テールフード６のさらに外側である矢印Ｆ方向側
に、該テールフード６に接続されたフードジャッキ７の
ピストンロッド部分や後述する伸縮管１７ａを地盤２に
対して防護する為の保護殻５１が、テール部５ａより前
側の外殻５の外周面５ｃ等に固定装着された形で円筒状
に設けられている。

【００１１】また、フードジャッキ７の内方側には、図
１又は図３に示すように、該フードジャッキ７と連動し
得る形でその突出駆動方向を後方側である矢印Ｂ方に向
けて、フードジャッキ７と同様に油圧駆動式で覆工３の
リング幅Ｌ１に対応したジャッキストローク分だけ突出
駆動自在な推進ジャッキ９が、図４に示すように、その
各々の本体部分が外殻５の内側に固定装着された形で、
トンネル周方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に沿って複数並ん
で設けられている。推進ジャッキ９の突出駆動先端であ
るラム９ａ部分は、前記覆工３の前端３ｂと当接自在な
形になっており、従って、シールド装置１は、その外殻
５が、その内側である作業空間５ｓにおいて、前記エレ
クタ（図示せず）を介してセグメント３１をトンネル周
方向に接続する形で建て込むことによって覆工３を幅Ｌ
１づつ構築して、該セグメント３１の１リング建て込み
毎に前記推進ジャッキ９を介して推進し、これによっ
て、既に構築された覆工３に対してトンネル構築方向前
方側である矢印Ａ方向側に前進移動し得るように構成さ
れている。

【００１２】また、前記外殻５の後端５ｂ近傍の内周面
側と前記テールフード６の矢印Ｂ側端部に示す後部６ｂ
近傍の内周面側には、図１に示すように、ゴム等の弾性
部材からなるシール１１、１２が、図４に示すように、
その各々の内周側に装着される形でそれぞれ円環状に配
設されている。シール１１は、外殻５のテール部５ａに
おいて、その作業空間５ｓにおいて建て込まれたセグメ
ント３１が構成している覆工３の先頭部分の外周面３ａ
と該外殻５との間に形成されるクリアランス１３を、矢
印Ａ、Ｂ方向に示す前後方向に遮断する形になってお
り、一方、シール１２は、シールド装置１において図１
に示すテールフード６の引込み状態においては該テール
フード６と外殻５のテール部５ａとの間に形成されてい
るクリアランス１５の後端部を、該外殻５の後端５ｂ近
傍においてシールする一方で、図２に示すテールフード
６の突出状態においては該テールフード６と覆工３の外
周面３ａとの間を後部６ｂ近傍においてシールする形に
なっている。

【００１３】さらに、シールド装置１には、図１又は図
４に示すように、前記裏込層２０を形成するための発泡
モルタル１９を注入する為の注入装置１６が、その本体
部分を外殻５内の前記作業空間５ｓ等に配置させた形で
設けられており、注入装置１６には所定数量の供給パイ
プ１７が、添加剤混和装置１６ａを介して発泡モルタル
１９を圧送供給され得る形で接続されている。供給パイ
プ１７の先端部分、即ち注入装置１６に接続されたと反
対側の吐出側には、図３に示すように、矢印Ａ、Ｂ方向
に伸縮自在な伸縮管１７ａが、前記テールフード６と覆
工３の間のクリアランス１５部分を挿通される形でそれ
ぞれ接続されており、供給パイプ１７の伸縮管１７ａ
は、図４に示すように、トンネル周方向である矢印Ｃ、
Ｄ方向に沿って複数配設された形で、その各々の吐出口
１７ｂを介してテールフード６の後端部分から図２に示
すように後方側、即ち既に形成された裏込層２０側に向
けて発泡モルタル１９を、所定の吐出圧で供給吐出し得
るようになっている。従って、注入装置１６と供給パイ
プ１７及び伸縮管１７ａは、テールフード６の矢印Ｂ方
向側端部に示す後部６ｂから裏込材である発泡モルタル
１９を吐出し得る形で、シールド装置１における裏込材
供給手段を構成している。

【００１４】シールド装置１は、以上のような構成を有
しているので、該シールド装置１を用いてトンネル４０
を構築するには、その構築初期においてはシールド発進
地点である立坑等に仮設した適宜な反力架台等に反力を
求めつつ、該シールド装置１の地盤掘削手段を介して地
盤２を掘進していく形で、外殻５を該地盤２中にその外
周面５ｃを介して坑壁２ｂを支持させつつ推進させてい
く。そして、シールド装置１の推進に対応した分だけ、
エレクタを介してセグメント３１をトンネル周方向であ
る矢印Ｃ、Ｄ方向に沿って円環状に接続したものを、１
リングづつトンネル軸方向である矢印Ａ、Ｂ方向に複数
接続していく形で、即ち作業空間５ｓにおいて坑道２ｓ
中にセグメント３１による覆工３を１リングの幅Ｌ１分
づつ建て込むことによって、該覆工３周囲の地盤２によ
る土圧を覆工３に支持させる形で、トンネル４０を構築
していく。そして、シールド装置１がある程度推進し
て、覆工３がある程度構築延長されたところで、シール
ド装置１は、その外殻５内に設けられた複数の推進ジャ
ッキ９を介して覆工３の前端３ｂに推進反力を求める形
で、セグメント３１の１リング建て込み毎に即ち距離Ｌ
１づつ地盤２中を推進させていく。

【００１５】シールド装置１の外殻５に地盤２中を推進
させる際には、まず図１に示すように、複数の推進ジャ
ッキ９の各々のラム９ａを既に構築済みの覆工３の前端
３ｂに当接させた状態にしておいて、図示しない地盤掘
削手段を駆動させて、これによって地盤２を図１矢印Ａ
方向に向けてセグメントリング幅Ｌ１に対応した距離分
づつ掘進する。そして、外殻５の推進動作に伴なって推
進ジャッキ９のラム９ａを後方側である矢印Ｂ方向側に
そのストローク分まで突出させたところで、図２に示す
ように、該推進ジャッキ９のラム９ａを矢印Ａ方向に後
退駆動させる。すると、ラム９ａの後退駆動によって、
先にラム９ａが当接していた覆工３の前端３ｂとラム９
ａの間には、図２に示すように、１リング分のセグメン
ト３１を建て込むべき空間Ｐが形成される。そこで、エ
レクタを介してセグメント３１を、その継手面に帯状に
形成された止水材等を挟着した状態にして、トンネル周
方向である矢印Ｃ、Ｄ方向の所定の位置に位置決めし、
これを締結ボルト等を介して順次リング状に接続してい
く形で、１リング分のセグメント３１を、既に構築済み
の覆工３の最先頭位置に建て込む。即ち、これによっ
て、覆工３を、その前端３ｂがいま円環状に建て込まれ
た１リング分のセグメント３１の幅Ｌ１分だけ前進させ
る形で構築延長する。そこで再び、推進ジャッキ９を矢
印Ｂ方に突出駆動させて、上述したシールド掘進動作と
セグメント建て込み動作を繰返す。なお、シールド装置
１においては、外殻５の後端５ｂとテールフード６の後
部６ｂ近傍内側に設けられたシール１１、１２にクリア
ランス１３、１５等をシールさせる形で、構築済みの覆
工３内に形成されるトンネル空間及び外殻５内の作業空
間５ｓに対する地盤２からの漏水を防止することが出
来、この状態で、シールド掘進動作を継続させていく。

【００１６】ところで、上述したようにトンネル構築の
為にシールド掘進動作を行う際には、外殻５の推進動作
に伴なって、推進ジャッキ９のラム９ａの突出駆動と連
動させる形で、フードジャッキ７を突出駆動させること
によって、テールフード６を外殻５の後端５ｂ側からそ
の矢印Ｂ方向側に示す後方側に突出させ、これによっ
て、殻体５の推進によって解放される形の地盤２の坑壁
２ｂをテールフード６に支持させる。即ち、フードジャ
ッキ７は、図３に示すように、その突出駆動先端部分が
プレート７１を介してテールフード６の前端部分に装着
された形になっているところから、シールド装置１にお
ける外殻５の推進動作時には、該外殻５が矢印Ａ方向に
前進移動した距離分だけテールフード６を該外殻５のテ
ール部５ａから、後端５ｂより幅Ｌ１分だけ相対的に突
出した状態になるまで、矢印Ｂ方向に示す該外殻５の後
方側に突出させていく。換言すると、シールド掘進動作
時、外殻５は地盤２に対して矢印Ａ方向に前進移動させ
る形にするのに対して、テールフード６は外殻５の推進
に追従させずにその場に残しておく形で、地盤２に対し
て固定しておく。すると、テールフード６は、図２に示
すように、該テールフード６の外周側において、先に外
殻５の外周面５ｃが支持していた部分の地盤２が形成し
ている坑壁２ｂを支持する形になる。そして、該テール
フード６の内側に、ここに配置している覆工３の外周面
３ａとの間に、後に裏込層２０となる領域２１を、所定
の幅の略円環状をなす空間として形成する。即ち、裏込
層２０は領域２１を形成しているテールフード６を、外
殻５の外周面５ｃを包囲する形でテール部５ａに引き戻
した後に、該領域２１とテールフード６の肉厚分によっ
て形成されるテールボイド部分に発泡モルタル１９が充
填されることによって形成される。こうして形成される
形の、後で裏込層２０となる領域２１は、その外周部分
がテールフード６によって包囲されて形成された空間で
あるために、該領域２１のトンネル断面方向Ｆ方向側に
示す外方に配置している地盤２の坑壁２ｂをテールフー
ド６が支持する形で、該地盤２が軟弱であってもこれが
領域２１中に崩壊してしまうことなく、その形状が安定
的に保持されている。

【００１７】そこで、先に述べたように作業空間５ｓに
おいてエレクタを介してセグメント３１を建て込んでい
る間に、フードジャッキ７を引き戻しながら、領域２
１、即ち該領域２１を形成しているテールフード６の外
殻５側への引き込み動作によって形成されるテールボイ
ドに裏込注入作業を行っていく形で、裏込層２０を形成
する。即ち、外殻５を覆工１リング分推進させて、推進
ジャッキ９とフードジャッキ７を連動させて、そのスト
ローク一杯まで突出駆動させたところで、推進ジャッキ
９は、先に述べたようにそのラム９ａを一息に後退駆動
させて、これによって空間Ｐを形成して、ここにセグメ
ント３１を建て込む作業を行う。その一方で、フードジ
ャッキ７はこれを後退駆動させると同時に注入装置１６
を駆動させて、その後部６ｂにおいて吐出口１７ｂが開
口する形でテールフード６と覆工３の間のクリアランス
１５部分を挿通された、供給パイプ１７の伸縮管１７ａ
から、図２に示すように、該吐出口１７ｂを介して既に
先の工程における裏込注入作業によって形成されている
裏込層２０に向けて発泡モルタル１９を、添加剤混和装
置１６ａを介して所定の性状に調整したものを所定の吐
出圧で供給吐出させながら、該テールフード６を図２矢
印Ａ１方向に引き戻して来る形で、徐々にフードジャッ
キ７を後退駆動させてくる。即ち、裏込注入は、外殻５
の推進によって解放される坑壁２ｂをテールフード６に
よって支持させた状態で、裏込材供給手段である注入装
置１６、供給パイプ１７、伸縮管１７ａを介して該テー
ルフード６の後部６ｂから裏込材である発泡モルタル１
９を吐出させながら、該テールフード６を外殻５側に引
き込んでくる形で行う。

【００１８】すると、裏込注入後に裏込層２０となる部
分のテールボイド領域は、テールフード６が覆工３の外
周面３ａとの間に形成している領域２１と該テールフー
ド６の肉厚によって形成されるものであるために、該テ
ールフード６が外殻５側に向けて引き戻される形で移動
する直前まで、該裏込層２０となるテールボイド部分の
トンネル断面方向外方側に配置している地盤２の坑壁２
ｂをテールフード６が支持する形になっている。このた
め、その外方側に配置している地盤２が裏込層２０とな
るテールボイドに崩落してしまう危険性なく、該裏込層
２０の形状は所定の幅略Ｄ３をなす略円環状に保持され
ており、そして、テールフード６の引き込み動作時に
は、これと同時に、上述したように伸縮管１７ａの吐出
口１７ｂを介してテールフード６の後部６ｂから発泡モ
ルタル１９を後方側に向けて吐出させつつ該テールフー
ド６を徐々に外殻５側に引き込むために、発泡モルタル
１９は、裏込層２０を確実に充填形成していく。こうし
て、先にテールフード６に支持されていた坑壁２ｂと、
トンネル周方向に接続されたセグメント３１が構成して
いる覆工３の間には、該覆工３と地盤２の坑壁２ｂを接
続する形で、その全周に亙って均一なる所定の幅略Ｄ３
をなす略円環状に形成する。さらに、裏込層２０部分に
注入充填された発泡モルタル１９は、該裏込層２０にお
いてなお発泡せんとする形で、坑壁２ｂの細かな凹凸に
も良く追従して隅々まで確実にこれが充填されると共
に、地盤２中の若干のクラックにも良く浸透して、覆工
３と地盤２を確実に接続した状態で密実なる裏込層２０
を形成する。

【００１９】なお、こうして裏込注入を行う際に、テー
ルフード６の後端部分にはシール１２が、該テールフー
ド６の突出状態においてテールフード６と覆工３の外周
面３ａとの間をシールする形で円環状に設けられてお
り、さらに、外殻５の後端部５ｂにおいて該外殻５と覆
工３の外周面３ａとの間にはシール１１が円環状に設け
られているところから、シール１１、１２は前後方向に
２列に並ぶ形で、伸縮管１７ａの吐出口１７ｂから裏込
層２０に向けて吐出される発泡モルタル１９が外殻５内
の作業空間５ｓや或いは覆工３内のトンネル空間側に漏
洩するのを防止することが出来る。また、裏込注入は伸
縮管１７ａの吐出口１７ｂを介して、テールフード６の
後部６ｂから行われることによって、セグメント３１が
構成している覆工３は、これが作業空間５ｓにおいて建
て込まれてから、外殻５が推進することによって該外殻
５の後方側に配置して後、直ちに該覆工３の外周面３ａ
と坑壁２ｂとの間に部に形成されるテールボイド部分で
ある空間を塞がれる形で発泡モルタル１９が注入充填さ
れて、これによって裏込層２０が形成されて地盤２と早
期に接続されることになる。即ち、シールド装置１にお
けるセグメント３１の建て込み作業中にテールフード６
によって支持されていた坑壁２ｂは、これが該テールフ
ード６の外殻５側への引き込みによって解放されること
なく引き続き裏込層２０により支持される。こうして覆
工３の外側には、その全周に亙って幅略Ｄ３をなす発泡
モルタル層が、坑壁２ｂとの間に空隙部分を残すことな
く形成配設されることになり、これによって、シールド
装置１における地盤掘削手段が掘削形成した坑道２ｓに
対して覆工３が局所的に偏心してしまう危険性は回避さ
れる。さらに、発泡モルタル１９の裏込注入時の注入速
度は、シールド装置１における掘進速度と無関係にテー
ルフード６の引き込み速度を調整する形で自在に加減し
得るので、地盤２の性状等に対応させた形で最適な注入
速度を採用して、良質な裏込層２０を形成することが出
来る。

【００２０】こうして、テールフード６を、図２に示す
その突出状態から図１に示すその引き戻し状態になるま
で、フードジャッキ７を介して引き戻しして、テール部
５ａの外周面５ｃを包囲する形に戻したところで、再び
上述したように、推進ジャッキ９とフードジャッキ７を
連動させて突出させながら、シールド掘進動作によって
外殻５を地盤２に対して推進させると共にテールフード
６を該外殻５の後端５ｂに対して相対的に後方側に突出
させ、即ち、テールフード６のみを推進させずに残し、
その後、上述したように、セグメント建て込み動作と裏
込材注入動作を同時に行っていく作業を、セグメント３
１の１リング分づつ繰返すことによって、トンネル４０
の覆工３を、シールド装置１の外殻５推進距離分だけ、
即ちこれに後続して建て込まれたセグメント３１の延長
距離分だけ、地盤２中に構築伸延させていく。すると、
シールド装置１がその推進によって形成し、外殻５が支
持していた地盤２の坑壁２ｂは、外殻５の推進動作時に
テールフード６が支持していた状態を経て裏込層２０に
支持された状態に置き換えられる形で、該坑壁２ｂの支
持状態が連続する。従って、地盤２がシールド推進動作
によって外殻５の後側に形成されるテールボイド部分に
崩落してその分該地盤２に緩みが生じる危険性はなく、
故に、地盤沈下の危険性がない。そして、覆工３はこれ
が建て込まれてから極めて短時間の内に、その外周面３
ａと坑壁２ｂとの間にその全周に亙って所定の均一なる
幅略Ｄ３をなす形で充填形成された裏込層２０に囲まれ
た形で、地盤２に良好に接続されて、該地盤２を好適に
支持することが出来るために、こうして構築された覆工
３は、地盤２の土圧をその全周に亙って均一に受けるこ
とが可能となり大きな土圧を支持し得る。こうして、シ
ールド装置１の地盤掘削手段が掘削形成した坑道２ｓ
は、その断面の全てが覆工３と幅Ｄ３をなす裏込層２０
に置換される形になり、該覆工３は先に述べたようにこ
れが局所的に偏心することなく、これが形成しているト
ンネル空間のトンネル軸は坑道２ｓの軸心に常に整合す
る形になるために、トンネル軸心が蛇行してしまう危険
性もなく、従って、トンネル４０は、覆工３が高品位な
正確さで且つ堅固な構造体として地盤２を確実に支持し
得る形に構築完了されることが出来る。

【００２１】なお、上述した実施例においては、シール
ド装置１における外殻５のテール部５ａに、その外周面
５ｃの外側を包囲する形でテールフード６を設けた例を
述べたが、テールフード６は、外殻５の周面形状に沿っ
た形で該外殻５の後端５ｂ側から後方側に突出自在に設
けてあれば、その他の形態を呈していても差し支えな
い。従って、外殻５の内周面側即ち作業空間５ｓ側等に
設けられていても差し支えない。また、テールフード６
を外殻５の後端５ｂから後方側に突出させ、或いはこれ
を外殻５側に引き込むための手段は、上述したフードジ
ャッキ７に限定されるものではなく、その他のものであ
っても良い。なお、外殻５及びテールフード６の形状
は、図４に図示したような円形でなくとも差し支えな
い。また、実施例においては、裏込層２０の形成のため
の裏込材供給手段として、注入装置１６、供給パイプ１
７、伸縮管１７ａを接続して用いた例を述べたが、裏込
材はフードジャッキ６を外殻５側に引き込みながらこれ
を該テールフード６の後部６ｂから吐出させ得ることが
出来るように構成されていれば、その他の手段を用いて
も何等差し支えなく、従って、高圧ジェット注入を用い
てこれを行ったり、或いは圧気注入工法を併用しても差
し支えない。なお、実施例においては、裏込材として発
泡モルタル１９を用いた例を述べたが、裏込材は地盤性
状に対応させた形で任意のものを採用して差し支えな
い。さらに、覆工３を構成している各セグメント３１の
形状及び材質等は実施例において述べられた以外のもの
であっても良く、また、シールド装置１における推進ジ
ャッキ９、シール１１、１２等の細部の構成及びその装
着様態は任意である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
ールド装置１の外殻５等の殻体に、該殻体の周面形状に
沿った形のテールフード６等の庇体を、該殻体の後端５
ｂ側から突出自在な形で設けると共に、前記庇体の後部
６ｂから発泡モルタル１９等の裏込材を吐出し得る形
の、注入装置１６、供給管１７、伸縮管１７ａ等の裏込
材供給手段を設けておき、前記殻体の作業空間５ｓ等の
内側においてセグメント３１をトンネル周方向に接続す
る形で建て込むことによってトンネル構築する際に、前
記殻体の推進動作に伴なって、前記庇体を該殻体の後端
５ｂ側から後方側に突出させることによって、該殻体の
推進によって解放される坑壁２ｂ等の地盤坑壁を該庇体
に支持させ、その状態で、前記裏込材供給手段を介して
前記庇体の後部６ｂから裏込材を吐出させながら、該庇
体を前記殻体側に引き込み、前記庇体に支持されていた
地盤坑壁と前記トンネル周方向に接続されたセグメント
３１の間に裏込層２０を形成し、該裏込層２０により前
記地盤坑壁を支持するようにして構成したので、シール
ド装置１がその掘進によって形成し、殻体が支持してい
た地盤坑壁が、庇体に支持された状態を経て裏込層２０
に支持された状態に置き換えられる形で、該地盤坑壁の
支持状態が連続することが出来る。すると、庇体に支持
されていた地盤坑壁とトンネル周方向に接続されたセグ
メント３１の間に裏込層２０が形成されることによっ
て、シールドトンネルにおける裏込厚さ、即ち裏込層２
０の幅Ｄ３は、その全周に亙って一定の厚さに保持され
る。そして、トンネル周方向に接続されて環状をなすセ
グメント３１は、裏込層２０が一定の厚さで形成される
ことによって、掘削坑道に対して該環状のセグメント３
１が偏心してしまうことなく、均一なる所定の厚さの裏
込層２０を介して、地盤坑壁に均一に接続される。従っ
て、トンネル周方向に接続されたセグメント３１は、該
セグメント３１の外側全周に亙って一定の厚さで均質な
る裏込状況を呈する裏込層２０を介して地盤坑壁と良好
に接続された形で、覆工リングとしてその全周で土圧を
支持する機能を好適に果たすことが出来る。そして、地
盤坑壁はその形成後、殻体及び庇体及び裏込層２０によ
って連続的に支持された状態を保持されることによっ
て、地盤が緩むことがない。従って、本発明によれば、
シールド推進と同時に地盤がテールボイド部分に崩壊せ
んとするような軟弱地盤においても、裏込材注入以前に
セグメント外側に向けて地盤が崩れてきて裏込厚さが不
均一になったり、或いは地盤沈下が生じたりする危険性
なく、堅固な構造のトンネルを構築することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるトンネル構築方法によって構築中
のトンネルとこれに用いられるシールド装置の一例を示
す図である。

【図２】図１に示すシールド装置における推進動作の一
例を示す図である。

【図３】図１に示すシールド装置における外殻とテール
フードとの接続部分を示す拡大図である。

【図４】図１のIV、IV矢視図である。

【符号の説明】

１……シールド装置 ２ｂ……地盤坑壁（坑壁） ３１……セグメント ５……殻体（外殻） ５ｓ……内側（作業空間） ５ｂ……後端 ６……庇体（テールフード） ６ｂ……後部 １６……裏込材供給手段（注入装置） １７……裏込材供給手段（供給パイプ） １７ａ……裏込材供給手段（伸縮管） １９……裏込材（発泡モルタル） ２０……裏込層 ４０……トンネル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド装置の殻体に、該殻体の周面形状
   に沿った形の庇体を、該殻体の後端側から突出自在な形
   で設けると共に、 前記庇体の後部から裏込材を吐出し得る形の裏込材供給
   手段を設けておき、 前記殻体の内側においてセグメントをトンネル周方向に
   接続する形で建て込むことによってトンネル構築する際
   に、 前記殻体の推進動作に伴なって、前記庇体を該殻体の後
   端側から後方側に突出させることによって、該殻体の推
   進によって解放される地盤坑壁を該庇体に支持させ、 その状態で、前記裏込材供給手段を介して前記庇体の後
   部から裏込材を吐出させながら、該庇体を前記殻体側に
   引き込み、 前記庇体に支持されていた地盤坑壁と前記トンネル周方
   向に接続されたセグメントの間に裏込層を形成し、 該裏込層により前記地盤坑壁を支持するようにして構成
   した、トンネル構築方法。