JPH06272472A

JPH06272472A - トンネル分岐合流部の構築方法、覆工構造及びその装置

Info

Publication number: JPH06272472A
Application number: JP6047793A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Nakao; 努中尾
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-27
Anticipated expiration: 2013-03-25
Also published as: JP2730842B2

Abstract

(57)【要約】【目的】合体シールド機を用いないで任意形状の分岐
合流部の覆工体を構築する。【構成】複数のシールド機１ａ、１ｂをブロックＢ
１、Ｂ２・・・の前面に取付け、元押しジャッキ２３で
地山に押し付けて掘削し、ブロックを継ぎ足して所定地
点Ｄまで到達したら、両シールド機１ａ、１ｂを分離し
て夫々掘進する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド工法による例
えば地下道路のランプ分岐合流部と本線、ランプトンネ
ル、地下鉄の駅とトンネル部分等を一体的に構築する際
に実施されるトンネル分岐合流部の構築方法、覆工構造
及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】これらのトンネルは、従来主として開削
工法により構築されてきた。また、吹付けとロックボル
ト等を用い地山に保持するＮＡＴＭ工法（ＮｅｗＡｕ
ｓｔｒａｉａｎＴｏｎｎｅｌｓＭｅｔｈｏｄ・・・
岩盤に発破孔を穿孔し、火薬を装填して発破をかけ、ず
りを搬出してトンネル壁にコンクリートを吹付ける工
法）が用いられてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の開削工法は、周
辺環境への影響が大きく、また、ＮＡＴＭ工法は、耐水
した未固結含水地山では、信頼性に乏しくて用いること
ができない。

【０００４】また、シールドトンネルを平行に掘削し、
両トンネル間を掘削して必要空間を構築する方法がある
が、しかし、この工法も地盤が良い安定した条件下で採
用可能なもので、耐水した未固結含水地山では、膨大な
地盤改良が必要となる。

【０００５】他方、複数のシールド機を組合せ、更に大
きなシールド機に合体したものは公知であり、例えは特
開平４−２９３８９７号公報に開示されている。しか
し、機械の長さ、製作コスト、合体シールド機で組む覆
工体（セグメント）の制約（幅が１〜２ｍ以下、１ピー
スの大きさが１０〜２０トン程度、複雑な形状は不可な
ど）がある。

【０００６】本発明は、上記した問題に鑑みてなされた
もので、合体シールド機を用いないで任意形状の分岐合
流部の覆工体を構築することができるトンネル分岐合流
部の構築方法、覆工構造及びその装置を提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の工法
は、単独に掘進できる複数のシールド機を覆工体の前面
に取付けると共に、覆工体側からジャッキで地山に押付
けカッタを回転してシールド機と覆工体とを地山に押し
込み、覆工体を継ぎ足して所定地点まで押し込んだの
ち、夫々のシールド機を分離して掘進することを特徴と
している。

【０００８】また、本発明による第２の工法は、単独に
掘進できるシールド機と、そのシールド機の間を掘削す
る補助掘削装置とを組合せて覆工体の前面に取付けると
共に、覆工体側からジャッキで地山に押付けカッタを回
転してシールド機と覆工体とを地山に押し込み、覆工体
を継ぎ足して所定地点まで押し込んだのち、夫々のシー
ルド機だけを分離して掘進することを特徴としている。

【０００９】また、本発明による第３の工法は、単独に
掘進できる複数のシールド機のシールドジャッキ又は複
数のシールド機と、そのシールド機の間を掘削する補助
掘削装置とを支える架台に設けたシールドジャッキとを
用い、シールド機、補助掘削装置及び架台を進めて覆工
体を進め、覆工体の継ぎ足しを繰り返して所定地点に到
達したら、夫々のシールド機を分離して掘進することを
特徴としている。

【００１０】また、本発明による覆工構造は、覆工体
を、内部に構築を組込んだユニットの継ぎ足しで構成し
ている。

【００１１】また、本発明による装置は、単独に掘進で
きる複数のシールド機と、そのシールド機の間を掘削す
る補助掘削装置と、これらシールド機又はシールド機の
シールドジャッキ及び補助掘削装置を支え内部にシール
ドジャッキを装着した架台と、覆工体を押し込む元押し
ジャッキ及び覆工体の間に介装した中押しジャッキと、
これら元押しジャッキ及び中押しジャッキの油圧ユニッ
トと、掘進状態を計測して制御する制御装置とを設けて
いる。

【００１２】

【作用】本発明によれば、覆工体を地上で作り、その前
に複数のシールド機や補助掘削装置を直接取付け、コス
トの高い合体シールド機を不要にすることができる。ま
た、シールド機と覆工体を押し込み、覆工体の任意形状
を得ることができる。

【００１３】第１の工法によれば、複数のシールド機を
組合せた断面で、種々の構造（複合円、複合円を２段に
するなど）を実現でき、更に、夫々が分岐したトンネル
から、更に１線が分岐する構造を容易に実現することが
できる。

【００１４】第２の工法によれば、更に複雑な形状や力
学的に安定した形状の構造からの分岐構造が実現でき
る。

【００１５】第３の工法によれば、一体として構築する
覆工体区間を、更に延長することができる。

【００１６】覆工構造によれば、建築限界を満足させな
がら覆工体の内部構造をさまざに変化させることができ
る。

【００１７】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００１８】図１ないし図３には、本発明に使用する全
体を符号Ａで示すシールド機が示されている。このシー
ルド機Ａには、第１分離シールド機１ａ、第２分離シー
ルド機１ｂ及び一対の補助掘削装置６が設けられてい
る。

【００１９】第１分離シールド機１ａを例に説明する
と、このシールド機１ａには、前面に第１主カッタ２ａ
が設けられ、後方の架台１０との間には、分離シールド
機用ジャッキ４ａが設けられ、スキンプレート３ａと架
台１０との間には、テールシール５ａが設けられてい
る。第２分離シールド機１ｂも同様構成されており、符
号に添字ｂを付して示す。

【００２０】補助掘削装置４は、両シールド機１ａ、１
ｂの対向する側の両側に配設され、架台１０に取付けら
れており、円盤回転カッタ７により主カッタ２ａ、２ｂ
の間を掘削するようになっている。

【００２１】なお、カッタは円盤回転カッタ７に限られ
るものではなく、左右反転作動する揺動アームカッタ、
揺動面板カッタ、円筒状のドラムの軸を掘削面に対し直
交させたドラムカッタなどを用いることができる。

【００２２】その架台１０は、図示の例では第１、第２
シールド機１ａ、１ｂ及び両補助掘削装置４、４の掘削
範囲に相当する卵状外形に形成されている。この架台１
０と覆工体すなわちブロックＢ１との間には、架台用ジ
ャッキ１２が設けられ、スキンプレート１１とブロック
Ｂ１との間には、テールシール１３が設けられている。

【００２３】図４は、架台の別の実施例を示し、架台１
０Ａを外筒１０ａと内筒１０ｂとに２重に形成し、両者
１０ａ、１０ｂの間にジャッキ１４を介装し、内筒１０
ｂの後端をブロックＢ１に連続した例である。

【００２４】図５には、本発明の装置の全体構成が示さ
れている。

【００２５】立坑Ｃの土留壁２０のシールド機Ａに対向
する側には、反力壁２１が設けられ、その反力壁２１に
は、元押しジャッキ台２２を介し複数の元押しジャッキ
２３が水平に設けられている。それらの元押しジャッキ
２３の前面には、スペーサ２４が設けられている。その
スペーサ２４と架台１０との間には、複数（図示の例で
は１２個）のブロックＢ１〜Ｂ１２が配置されている。
それらのブロックＢ１〜Ｂ１２のうち、ブロックＢ４、
Ｂ９は中押し用ブロックであって、ブロックＢ３とブロ
ックＢ４との間及びブロックＢ８とブロックＢ９との間
には、それぞれ中押しジャッキ２５と操作盤２６とが設
けられている。

【００２６】他方、立坑Ｃ内には、元押し用油圧ポンプ
２７と中押し用油圧ポンプ２９とが設けられている。そ
の元押し用油圧ポンプ２７は、元押しジャッキ２３の操
作盤２８に接続され、中押し用ポンプ２９は、それぞれ
操作盤２６、２８に接続されている。なお、図中の符号
２１ａは反力壁２１と対向する土留壁２０とを連結する
ストラットである。

【００２７】トンネルの掘削に際し、シールド機Ａ、架
台１０及びブロックＢ１を元押しジャッキ２２を伸長
し、地山に圧入しながら第１、第２分離シールド機１
ａ、１ｂ及び補助掘削装置６、６を作動して地山を掘削
する。

【００２８】そして、１ブロック分を掘削したら、元押
しジャッキ２３を収縮し、ブロックＢ１とスペーサ２４
との間にブロックＢ２を挟持し、前記と同様に掘削を行
う。このようにして掘進し、中間に中押しジャッキ２
５、２５を介装し、図示の例ではブロックＢ１〜Ｂ１２
の１２個分の掘進を行う。

【００２９】その掘進は図６に示すように、制御装置で
あるコンピュータ３０は、両シールド機１ａ、１ｂ、補
助掘削装置６、６及びジャッキ１２の掘削データ、推進
データ及び位置・姿勢と、ブロックＢ１〜ＢＮ、中押し
ジャッキ２５及び図示しない減摩材注入装置の推進デー
タ、位置・姿勢及びブロックの応力・変形と、最終ブロ
ックＢＬ及び元押しジャッキ２３の推進データ、位置・
姿勢、ブロックの応力変形及び反力設備（反力壁２１、
ストラット２１ａ）の変形とから、現状を把握して評価
し、次のステップを予測し、各機器に制御命令を出力し
て掘進を制御する。

【００３０】図７ないし図１０において、シールド機Ａ
が所定地点Ｄに到達したら、ジャッキ１２、２３、２５
の伸長による掘削を停止する。その後は、分離シールド
機１ａ、１ｂを分離し、両シールド機１ａ、１ｂを単独
に稼働して分岐トンネルの覆工体Ｅ１、Ｅ２を構築す
る。

【００３１】図１１ないし図１５には、本発明の覆工体
の地下道路の分岐部の実施例が示されている。すなわ
ち、地下道路の本線区間Ｆ１の覆工Ｇ１には、分岐区間
Ｆ２の覆工Ｇ２が連続され、その覆工Ｇ２には、ノーズ
区間Ｆ３の覆工Ｇ３が連続されている。そして、この覆
工Ｆ３には、分岐線区間Ｆ４の覆工Ｇ４、Ｇ５が連続さ
れている。そして、ノーズ区間Ｆ３の覆工Ｇ３には、ノ
ーズ部Ｈが形成されている。上記覆工Ｇ２の両壁厚Ｊ
２、ｊ２は、上流の覆工Ｇ１の両壁厚Ｊ１、ｊ１及び下
流の覆工Ｇ３の両壁厚Ｊ３、ｊ３より厚く形成されてい
る。

【００３２】図１６ないし図２４には、本発明で実施で
きる分岐部（図中の矢印を逆向きにすると合流部）の分
岐態様が示されている。

【００３３】図１６ないし図１８は、それぞれ円形２線
の本線Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３の円形分岐線Ｌ１、Ｌ２への分
岐例である。

【００３４】図１９は、複合円形及び円形本線Ｋ４の複
合円形分岐線Ｍ及び円形分岐線Ｌへの分岐例である。

【００３５】図２０は、複合円形２線の本線Ｋ５の複合
円形分岐線Ｍ１、Ｍ２への分岐例である。

【００３６】図２０及び図２１は、円形３線の本線Ｋ
５、Ｋ６の円形分岐線Ｌ１、Ｌ２及びＬ３への分岐例で
ある。

【００３７】図２１、図２２は、それぞれ複合円形及び
円形２線の本線Ｋ７、Ｋ８の複合円形分岐線Ｍ、円形分
岐線Ｌ１、Ｌ２への分岐例である。

【００３８】図２３及び図２４は、複合円形及び円形２
線の本線Ｋ８、Ｋ９の複合円形分岐線Ｍ及び円形分岐線
Ｌ１、Ｌ２への分岐例である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の合体シールド機を用いないで、任意形状の分岐・合
流部の覆工体を構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用するシールド機を示す側断面図。

【図２】図１の正面図。

【図３】図１のブロックを示す正面図。

【図４】架台１０の別の実施例を示す側断面図。

【図５】本発明を実施した装置を示す側断面図。

【図６】制御ブロック図。

【図７】分岐部の覆工の一例を示す平面図。

【図８】図７のＡ−Ａ線矢視断面図。

【図９】図７のＢ−Ｂ線矢視断面図。

【図１０】図７のＣ−Ｃ線矢視断面図。

【図１１】分岐部の覆工の他の例を示す平面図。

【図１２】図１１のＤ−Ｄ線矢視断面図。

【図１３】図１１のＥ−Ｅ線矢視断面図。

【図１４】図１１のＦ−Ｆ線矢視断面図。

【図１５】図１１のＧ−Ｇ線矢視断面図。

【図１６】分岐態様の一例を示す垂直断面図。

【図１７】分岐態様の他の例を示す垂直断面図。

【図１８】分岐態様の他の例を示す垂直断面図。

【図１９】分岐態様の他の例を示す垂直断面図。

【図２０】分岐態様の他の例を示す垂直断面図。

【図２１】分岐態様の他の例を示す垂直断面図。

【図２２】分岐態様の他の例を示す垂直断面図。

【図２３】分岐態様の他の例を示す垂直断面図。

【図２４】分岐態様の他の例を示す垂直断面図。

【符号の説明】

Ａ・・・シールド機Ｂ１〜Ｂ１２・・・ブロックＣ・・・立坑Ｄ・・・所定地点Ｅ１、Ｅ２・・・覆工体Ｆ１・・・本線区間Ｆ２・・・分岐区間Ｆ３・・・ノーズ区間Ｆ４・・・分岐線区間Ｇ１〜Ｇ５・・・覆工Ｈ・・・ノーズ部Ｊ１〜Ｊ３、ｊ１〜ｊ３・・・壁厚Ｋ１〜Ｋ９・・・本線Ｌ、Ｌ１、Ｌ２・・・円形分岐線Ｍ、Ｍ１、Ｍ２・・・複合円形分岐線１ａ・・・第１分離シールド機１ｂ・・・第２分離シールド機２ａ・・・第１主カッタ２ｂ・・・第２主カッタ３ａ、３ｂ、１１・・・スキンプレート４ａ、４ｂ・・・シールドジャッキ５ａ、５ｂ、１３・・・テールシール６・・・補助掘削装置７・・・円盤回転カッタ１０、１０Ａ・・・架台１０ａ・・・外筒１０ｂ・・・内筒１２、１４・・・ジャッキ２０・・・土留壁２１・・・反力壁２１ａ・・・ストラット２２・・・元押しジャッキ台２３・・・元押しジャッキ２４・・・スペーサ２５・・・中押しジャッキ２６、２８・・・操作盤２７・・・元押し用油圧ポンプ２９・・・中押し用油圧ポンプ３０・・・コンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単独に掘進できる複数のシールド機を覆
工体の前面に取付けると共に、覆工体側からジャッキで
地山に押付けカッタを回転してシールド機と覆工体とを
地山に押し込み、覆工体を継ぎ足して所定地点まで押し
込んだのち、夫々のシールド機を分離して掘進すること
を特徴とするトンネル分岐合流部の構築方法。
【請求項２】単独に掘進できるシールド機と、そのシ
ールド機の間を掘削する補助掘削装置とを組合せて覆工
体の前面に取付けると共に、覆工体側からジャッキで地
山に押付けカッタを回転してシールド機と覆工体とを地
山に押し込み、覆工体を継ぎ足して所定地点まで押し込
んだのち、夫々のシールド機だけを分離して掘進するこ
とを特徴とするトンネル分岐合流部の構築方法。
【請求項３】単独に掘進できる複数のシールド機のシ
ールドジャッキ又は複数のシールド機と、そのシールド
機の間を掘削する補助掘削装置とを支える架台に設けた
シールドジャッキとを用い、シールド機、補助掘削装置
及び架台を進めて覆工体を進め、覆工体の継ぎ足しを繰
り返して所定地点に到達したら、夫々のシールド機を分
離して掘進することを特徴とするトンネル分岐合流部の
構築方法。
【請求項４】覆工体を、内部に構築を組込んだユニッ
トの継ぎ足しで構成したことを特徴とするトンネル分岐
合流部の覆工構造。
【請求項５】単独に掘進できる複数のシールド機と、
そのシールド機の間を掘削する補助掘削装置と、これら
シールド機又はシールド機のシールドジャッキ及び補助
掘削装置を支え内部にシールドジャッキを装着した架台
と、覆工体を押し込む元押しジャッキ及び覆工体の間に
介装した中押しジャッキと、これら元押しジャッキ及び
中押しジャッキの油圧ユニットと、掘進状態を計測して
制御する制御装置とを設けたことを特徴とするトンネル
分岐合流部の構築装置。