JPH06280497A - トンネル覆工用エレメントの掘進方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エレメントの先端部に、カッタによる掘削が
不能な障害物が存在した場合において、この障害物の除
去作業を極めて容易に行い、工期の遅れを最小限に抑さ
える。 【構成】 掘進エレメント１Ａと隣接する既に嵌入され
た既設エレメント１Ｂの内部から、掘進エレメント１Ａ
の先端部近傍における既設エレメント１Ｂの側板１ａ及
び掘進エレメント１Ａの刃先エレメント２の側板２ａに
それぞれ設けられた連通孔形成部３、４にて、互いに連
通する孔部３ｂ、４ｂをあける。カッタを孔部３ｂ、４
ｂの後方まで後退させて刃先エレメント２の先端部近傍
に空間部Ｋを形成する。既設エレメント１Ｂから孔部３
ｂ、４ｂを通って空間部Ｋへ進入し、障害物Ｓを掘削す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、鉄道や道路
等の下に立体交差するトンネルを構築する場合に用いら
れるトンネル覆工用エレメントの掘進方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】鉄道や道路の下に立体交差するトンネル
を構築する方法として、現場打設コンクリートによって
分割されない一体構造の覆工体を構築する施工法に代
え、断面形状が矩形で、長尺な管状のトンネル覆工用エ
レメントを用いて施工する方法が知られている。この方
法は、まず、発進立坑にて、地山に向けてトンネル覆工
用エレメント（以下単にエレメントと称す）をセット
し、このエレメントを、エレメント後方に配した推進装
置によって地山へ水平に推進させながら、エレメントの
先端に備えられたカッタにより地山の土砂を掘削するこ
とによって、エレメントを掘進させて地山中に貫通させ
た状態で埋設する。このようにして、複数のエレメント
を、互いに隣接した状態でトンネルの覆工断面に沿って
地山に貫通させ、これらエレメントを相互に連結してト
ンネル覆工体を構築した後、このトンネル覆工体の内側
の土砂を掘削除去してトンネルを構築する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記エレメ
ントを地山へ掘進させる際に、このエレメントの進行方
向前方側に礫岩等の硬質な岩あるいは産業廃棄物等から
なる障害物があると、このエレメントの先端部に設けら
れたカッタによる掘削が困難となってしまう。このよう
な場合、従来では、エレメントの先端部に設置させたカ
ッタを後方へ移動させて、このエレメントの後端部から
抜き出し、この状態において、作業者がエレメント内へ
入って、エレメントの先端部にて礫岩を掘削し、その土
砂をエレメントの後端部から排出し、この礫岩の掘削及
び排出が終了した後に、再びエレメントへカッタを挿入
させなければならず、その作業に多大な労力及び時間を
要し、工期の大幅な遅れを余儀なくされていた。

【０００４】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、エレメントの先端部にてカッタによる掘削が不可
能な礫岩等の硬質な岩あるいは産業廃棄物等の障害物を
極めて容易に取り除くことが可能なトンネル覆工用エレ
メントの掘進方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明のトンネル覆
工用エレメントの掘進方法は、構築すべきトンネルの断
面に沿って嵌入し、それぞれの側部を連結することによ
りトンネルの覆工体を構成させる複数の中空状のエレメ
ントを、先端部に設けられたカッタによって地山を掘削
しながら推進させるトンネル覆工用エレメントの掘進方
法において、掘進中のエレメントの先端部が、前記カッ
タによる掘削が不能な障害物に突き当たった際に、掘進
中のエレメントと隣接する既に嵌入された既設のエレメ
ントの内部から、掘進中のエレメントの先端部近傍にお
ける既設のエレメントの側部及び掘進中のエレメントの
側部に孔部をあけてそれぞれのエレメントの内部を連通
させ、前記カッタを孔部の後方まで後退させて掘進中の
エレメントの先端部近傍に空間部を形成し、既設のエレ
メントから前記孔部を通って前記空間部へ進入し、前記
障害物を掘削することを特徴としている。

【０００６】また、第２の発明のトンネル覆工用エレメ
ントの掘進方法は、第１の発明における掘進中のエレメ
ントの先端部にて障害物を掘削することにより生じた土
砂を、前記孔部から前記既設のエレメント内へ送り出
し、この既設のエレメントの後端部から外部へ排出させ
ることを特徴としている。

【０００７】

【作用】この発明のトンネル覆工用エレメントの掘進方
法によれば、掘進中のエレメントの前方に障害物があ
り、この掘進中のエレメントの先端部のカッタによる掘
削が困難となった場合、既に嵌入された隣接する既設の
エレメント側から作業者が進入して、掘進中のエレメン
トの先端部近傍において、既設のエレメントの側部及び
掘進中のエレメントの側部に、互いに連通する孔部を形
成するとともに、この孔部よりも後方へカッタを後退さ
せる。

【０００８】このようにすると、掘進中のエレメントの
先端部に既設のエレメントの内部と連通した空間部が形
成され、この空間部へ既設のエレメントから入り込み、
掘進中のエレメントの先端部の障害物を掘削し、その土
砂を、孔部から既設のエレメントへ送り出し、この既設
のエレメントの後端部から排出させる。即ち、掘進中の
エレメントのカッタをこのエレメントの後端部から抜き
取る必要がなく、したがって、掘進中のエレメントの掘
進の中断が短時間に抑さえられるとともに、その作業が
簡略化される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のトンネル覆工用エレメントの
掘進方法の実施例を図によって説明する。図１におい
て、符号１は、エレメント（覆工用エレメント）であ
る。このエレメント１には、図２に示すように、その先
端部にカッタ（図示略）を備えた刃先エレメント２が取
り付けられるようになっており、この刃先エレメント２
のカッタによって地山を掘削し、エレメント１の後端部
に設置された推進装置（図示略）によって推進するよう
になっている。

【００１０】また、このエレメント１の側板１ａには、
複数の連通孔形成部３、３…が所定間隔をあけて設けら
れている。この連通孔形成部３、３…は、エレメント１
の側板１ａに略矩形状の孔部を形成するために設けられ
たもので、そのコーナーにはスリット３ａ、３ａが形成
されている。そして、このスリット３ａ、３ａ…の端部
間をバーナーによって切断することにより、エレメント
１の側板１ａに孔部が形成されるようになっている。そ
して、これらスリット３ａ、３ａ…を形成しておくこと
により、側板１ａへのバーナーによる孔部の形成を容易
にすることができるとともに、バーナーの熱による側板
１ａへの影響（例えば、変形等）を極力すくなくするこ
とができる。

【００１１】また、刃先エレメント２の側板２ａにもコ
ーナーにスリット４ａ、４ａが形成された連通孔形成部
４、４が設けられており、上記連通孔形成部３、３…と
同様に、それぞれのコーナーのスリット４ａ、４ａの端
部間をバーナーによって切断することにより、刃先エレ
メント２の側板２ａにも孔部を形成することができるよ
うになっている。

【００１２】また、この刃先エレメント２の側板２ａに
設けられた連通孔形成部４、４の幅寸法Ｌ１は、エレメ
ント１の側板１ａに設けられた連通孔形成部３、３…の
幅寸法Ｌ２よりも大きくされており、さらに、その間隔
Ｐ１は前記連通孔形成部３、３…の間隔Ｐ２よりも小さ
くされている。なお、スリット３ａ、４ａは、図３に示
すように、貫通させたものであっても、図４に示すよう
に、溝であっても良いが、溝の場合には、このスリット
３ａ、４ａもバーナーによって切断する。

【００１３】次に、上記のエレメント１を掘進させる場
合について説明する。まず、発進立坑にて、地山に向け
てエレメント１をセットし、このエレメント１を、推進
装置によって水平に地山に推進させながら、刃先エレメ
ント２の先端部に備えられたカッタにより地山の土砂を
掘削することによって、エレメント１を地山中に掘進さ
せる。このようにして、複数のエレメント１、１を、互
いに隣接した状態でトンネルの覆工断面に沿って地山に
貫通させ、これらエレメント１、１を相互に連結してト
ンネル覆工体を構築し、このトンネル覆工体の内側の土
砂を掘削除去してトンネルを構築する。

【００１４】ここで、このエレメント１を掘進させる際
に、刃先エレメント２の前方に、例えば、礫岩あるいは
産業廃棄物等を有する障害物が存在する場合、刃先エレ
メント２の先端部のカッタによる掘削が不可能となるこ
とがある。次に、このような場合におけるエレメント１
の掘進作業について図５及び図６によって説明する。ま
ず、この掘進中のエレメント（以下、掘進エレメント１
Ａとする）に隣接して既に埋設されたエレメント（以
下、既設エレメント１Ｂとする）の後端部から作業者が
進入し、掘進エレメント１Ａの先端部近傍において、こ
の掘進エレメント１Ａの刃先エレメント２に設けられた
連通孔形成部４と重なる既設エレメント１Ｂの連通孔形
成部３のスリット３ａ、３ａ間をバーナーによって切断
して孔部３ｂを形成する。

【００１５】なお、この連通孔形成部４の幅寸法Ｌ１が
連通孔形成部３の幅寸法Ｌ２よりも大きくかつ連通孔形
成部４のピッチＰ１が連通孔形成部３のピッチＰ２より
も小さいので、連通孔形成部４の少なくともいずれか一
方には必ず連通孔形成部３が重なり合うようになってい
る。次に、この孔部３ｂから掘進エレメント１Ａの刃先
エレメント２に設けられた連通孔形成部４のスリット４
ａ、４ａ間をバーナーによって切断して孔部４ｂを形成
する。ここで、この刃先エレメント２に設けられた連通
孔形成部４は、その幅寸法Ｌ１が既設エレメント１Ｂに
設けられた連通孔形成部３の幅寸法Ｌ２よりも大きいた
め、図７に示すように、この連通孔形成部４を約半分に
切断して孔部４ｂを形成する。

【００１６】このようにすると、これら連通孔形成部３
にて形成した孔部３ｂ及び連通孔形成部４にて形成した
孔部４ｂによって、既設エレメント１Ｂの内部と掘進エ
レメント１Ａの内部とが連通される。さらに、掘進エレ
メント１Ａのカッタを、連通された孔部３ｂ、４ｂより
も後方まで後退させて、この刃先エレメント２の先端部
近傍に空間部Ｋを形成する。この状態において、既設エ
レメント１Ｂの後端部から作業者がこの既設エレメント
１Ｂの内部へ進入し、連通された孔部３ｂ、４ｂから掘
削中エレメント１Ａの刃先エレメント２に形成された空
間部Ｋへ入り込み、刃先エレメント２の前方に存在する
礫岩あるいは産業廃棄物等を有する障害物Ｓを掘削して
刃先エレメント２の前方から除去する。

【００１７】さらに、この障害物Ｓを掘削することによ
り生じた廃土を連通された孔部３ｂ、４ｂから既設エレ
メント１Ｂの内部へ送り込んで、この既設エレメント１
Ｂ内にて後方へ搬送させ、後端部から排出させる。この
ようにして刃先エレメント２の前方の障害物Ｓを取り除
き、作業者が既設エレメント１Ｂの内部へ移って後端部
から脱出したら、後退させていたカッタを前進させて刃
先エレメント２の先端部へ設置し、このカッタによっ
て、再び地山を掘削させながら、推進装置によって推進
させることにより掘進を再開させる。

【００１８】そして、掘進エレメント１Ａの掘進が完了
したら、既設エレメント１Ｂに形成した孔部３ｂを、図
８に示すような蓋体７を使用して閉鎖させる。この蓋体
７は、その幅寸法が孔部３ｂの幅寸法よりも大きく形成
されたもので、その高さ寸法は、孔部３ｂの高さ寸法よ
りも僅かに小さくされている。また、この蓋体７には、
そのコーナーに形成されたメネジにボルト８、８がねじ
込まれている。

【００１９】そして、この蓋体７を既設エレメント１Ｂ
の内部からこの既設エレメント１Ｂと、掘進エレメント
１Ａとの間に入れ、ボルト８、８をねじ込んで、このボ
ルト８、８の先端部を突出させることにより、このボル
ト８、８の先端部を掘進エレメント１Ａの側板１ａへ当
接させ、蓋体７と掘進エレメント１Ａの側板１ａとの間
隔を拡げ、この蓋体７の側端部を孔部３ｂの開口縁部に
当接させ、孔部３ｂを覆うように固定し閉鎖する。上記
のようにして、全てのエレメント１の埋設が完了した
ら、これらエレメント１内及びエレメント１同士の間へ
コンクリートを打設して、トンネルの覆工体を完成さ
せ、このトンネル覆工体の内部を掘削してトンネルを構
築する。

【００２０】このように、上記実施例のトンネル覆工用
エレメントの掘進方法によれば、掘進させるエレメント
１Ａの前方に礫岩あるいは産業廃棄物等を有する障害物
Ｓが存在して、カッタによる掘削が不可能となった場合
であっても、カッタをエレメント１の後端部まで後退さ
せて抜き取ることなく、この掘進させるエレメント１の
前方の障害物Ｓを極めて容易に作業者によって掘削させ
て除去することができる。即ち、従来方法と比較して、
障害物Ｓの除去作業にかかる労力及び時間を大幅に削減
することができ、エレメント１の掘進の中断を最小限に
抑さえることができる。

【００２１】なお、上記実施例では、刃先エレメント２
の側板２ａに、コーナーのみにスリット４ａ、４ａを形
成した連通孔形成部４を設けたが、図９に示すように、
コーナー同士の間に縦方向へ僅かにスリット４ａ′、４
ａ′を形成しておけば、この側板２ａにおける縦方向へ
の切断をより容易にすることができる。また、上記実施
例では、刃先エレメント２の側板２ａに、予め孔部４ｂ
を開口させておいても良い。

【００２２】また、例えば、１本目のエレメント１を掘
進させる場合に、この１本目のエレメント１の刃先エレ
メント２の前方に障害物Ｓが存在したときには、この１
本目のエレメント１の掘進を中断して、２本目のエレメ
ント１を隣接させて掘進させさせ、この２本目のエレメ
ント１の連通孔形成部３及び１本目のエレメント１の刃
先エレメント２の連通孔形成部４にてそれぞれ孔部３
ｂ、４ｂを形成して連通させ、この連通させた孔部３
ｂ、４ｂから１本目の刃先エレメント２内へ作業者が進
入して、障害物Ｓの除去を行い、その廃土を２本目のエ
レメント１の後端部から排出するようにすれば良い。ま
た、刃先エレメント２は、埋設させてトンネル覆工体と
して用いても、あるいはエレメント１の埋設後に取り外
しても良い。

【００２３】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のトンネ
ル覆工用エレメントによれば、下記の効果を得ることが
できる。掘進させるエレメントの前方に礫岩あるいは産
業廃棄物等を有する障害物が存在して、カッタによる掘
削が不可能となった場合であっても、カッタをエレメン
トの後端部まで後退させて抜き取ることなく、この掘進
させるエレメントの前方の障害物を極めて容易に作業者
によって掘削させて除去することができる。即ち、従来
技術と比較して、障害物の除去作業にかかる労力及び時
間を大幅に削減することができ、エレメントの掘進の中
断を最小限に抑さえることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の覆工用エレメントの構成及び構造を説
明するエレメントの側面図である。

【図２】刃先エレメントの構成及び構造を説明する刃先
エレメントの側面図である。

【図３】スリットの形状を説明するエレメントあるいは
刃先エレメントの側板の断面図である。

【図４】他の形状のスリットを説明するエレメントある
いは刃先エレメントの側板の断面図である。

【図５】障害物の除去作業を説明するエレメント及び刃
先エレメントの概略斜視図である。

【図６】障害物の除去作業を説明するエレメント及び刃
先エレメントの概略平面図である。

【図７】刃先エレメントに設けられた連通孔形成部にお
ける孔部のあけ方を説明する刃先エレメントの側面図で
ある。

【図８】エレメントに形成した孔部を蓋体によって閉鎖
する閉鎖構造を説明する埋設されたエレメント同士の間
の断面図である。

【図９】刃先エレメントに設けられた連通孔形成部の他
の例を説明する刃先エレメントの側面図である。

【符号の説明】

１ エレメント １Ａ 掘進エレメント（掘進中のエレメント） １Ｂ 既設エレメント（既設のエレメント） ３ｂ、４ｂ 孔部 Ｋ 空間部 Ｓ 障害物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構築すべきトンネルの断面に沿って嵌入
   し、それぞれの側部を連結することによりトンネルの覆
   工体を構成させる複数の中空状のエレメントを、先端部
   に設けられたカッタによって地山を掘削しながら推進さ
   せるトンネル覆工用エレメントの掘進方法において、 掘進中のエレメントの先端部が、前記カッタによる掘削
   が不能な障害物に突き当たった際に、掘進中のエレメン
   トと隣接する既に嵌入された既設のエレメントの内部か
   ら、掘進中のエレメントの先端部近傍における既設のエ
   レメントの側部及び掘進中のエレメントの側部に孔部を
   あけてそれぞれのエレメントの内部を連通させ、前記カ
   ッタを孔部の後方まで後退させて掘進中のエレメントの
   先端部近傍に空間部を形成し、既設のエレメントから前
   記孔部を通って前記空間部へ進入し、前記障害物を掘削
   することを特徴とするトンネル覆工用エレメントの掘進
   方法。
2. 【請求項２】 前記掘進中のエレメントの先端部にて障
   害物を掘削することにより生じた土砂を、前記孔部から
   前記既設のエレメント内へ送り出し、この既設のエレメ
   ントの後端部から外部へ排出させることを特徴とする請
   求項１記載のトンネル覆工用エレメントの掘進方法。