JPH0758037B2 - 多連形掘削穴の覆工方法及び多連形掘削穴の覆工用セグメント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、複数の掘削穴を軸線を同一方向にしてかつ
互いが重なり合う部分を設けて掘削することにより異形
の掘削穴を覆工する多連形掘削穴の覆工方法及び多連形
掘削穴の覆工用セグメントに関する。

「従来の技術」 近年、鉄道用トンネルなどの大断面トンネル構造物を構
築するための大断面シールド工法として、複円形特殊断
面シールド工法と呼ばれるものが行なわれるようになっ
た。この工法は、円筒状のシールド掘削機を２基以上連
結した構造のシールド掘削機を用いて、円が２つその一
部が重なった状態で連なる形の断面形状に、地山あるい
は地盤を掘削し、この掘削された穴の内面に、RCセグメ
ントを組み立てて筒状壁体を形成してこの筒状壁体を穴
に沿って複数連結し（一次覆工）、この一次覆工のセグ
メントの背面、すなわちセグメントと地山との間に空隙
を埋める注入材を充填した後、一次覆工の内面にコンク
リートを巻き立て（二次覆工）、それらによって地山を
支持して、所定の内空を構成する、というものである。

しかして、従来、前記の工法で構築する筒状壁体として
は、たとえば第12図および第13図に示すものが知られて
いる。

第12図に示す筒状壁体は、左右に円が連なる形態の掘削
穴に用いられるもので、具体的には、円弧版状のRCセグ
メント１を連結して断面Ｃ字状、断面逆Ｃ字状の主壁部
2,2を構築し、これら主壁部２の上端部間および下端部
間に分岐部RCセグメント3,4を連結し上下に位置する分
岐部RCセグメント3,4間に中柱５を建て込み、このよう
にして構築した眼鏡枠状の壁体を掘削穴の軸方向に順次
連結してなるものである。

前記の筒状壁体を構成するRCセグメント１、分岐部RCセ
グメント3,4、中柱５はボルト・ナットにより連結され
ており、前記の各部材にはボルト・ナットによる連結部
としてボルト挿通孔6aの形成された継手金具6,6・・・
が埋設されている。

なお、左右の主壁部2,2の上下を連結する分岐部RCセグ
メント3,4は、図示例では、コンクリートにより外観Ｙ
字状に一体成形された大小１組のものが用いられてお
り、その具体的構成は、上部分岐部RCセグメント３で
は、その端面が中柱５と連結される断面方形の基部3c
と、この基部3cから分岐してそれぞれの端面が主壁部2,
2と連結される断面方形の連結腕部3a,3bとからなる基本
構造となっている。

一方、下部分岐部RCセグメント４は、基本的には、上部
分岐部RCセグメント３と同様に、その端面が中柱５と連
結される断面方形の基部4cと、この基部4cから分岐して
それぞれの端面が主壁部2,2と連結される断面方形の連
結腕部4a,4bとからなる基本構造となっている。しか
し、下部分岐部RCセグメント４は、その２つの連結腕部
4a,4bが共に上部分岐部RCセグメント３の連結腕部3a,3b
より長く形成されており、大小２つの分岐部RCセグメン
ト3,4を筒状壁体の軸方向に交互に用いることによっ
て、セグメント1,3,4が千鳥状に配置されるように配慮
されている。

一方、第13図に示す筒状壁体は、上下に円が連なる形態
の掘削穴に用いられるもので、基本的には、第12図に示
す筒状壁体と同様に、円弧版状のRCセグメント１を連結
して断面Ｃ字状、断面逆Ｃ字状の主壁部2,2を構築する
ものであるが、この例では、これら主壁部２を掘削穴の
上下に配置して、それらの左端部間および右端部間に分
岐部RCセグメント3,4を連結するとともに、左右に位置
する分岐部RCセグメント3,4間に床版７を建て込み、こ
のようにして構築した上下２連の眼鏡枠状の壁体を掘削
穴の軸方向に順次連結していくことに特徴がある。

そしてこの例では、分岐部RCセグメント3,4の基部3c,4c
には、床版５を載せる段部3d,4dがそれぞれ突出形成さ
れており、上下の主壁部2,2を仕切る床版７を容易に建
て込むことができるように配慮されている。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、現在においては、前記したような２つの掘削
穴が横方向あるいは縦方向に連なる形態の掘削穴の覆工
のみでなく、さらに複数の掘削穴が縦方向あるいは横方
向に連なる形態の多連形掘削穴の覆工が実用化段階に入
っている。

このため、本出願人においては、既に、このような多連
形掘削穴を覆工するための筒状壁体の研究を着手してい
るが、掘削穴の筒状壁体を多連形とした場合には、次の
ような解決すべき課題が残されている。

第１に、二以上の掘削穴の一部が重なった状態の多連形
掘削穴とした場合、掘削穴を仕切る中壁部分の構造が複
雑化し、接合部の組立作業が悪くなる点である。

第２に、筒状壁体を構成するセグメントは、筒状壁体の
軸方向に千鳥状に配置する必要があるが、掘削穴が多連
形になると、主壁部どうしを連結する分岐部の数もそれ
だけ多く増えるため、この分岐部に配置される分岐部セ
グメントも従来の２連形のものとはちがって、多連形に
適応した構造とする必要がある点である。

この発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、施工性を向上させて経済的に耐力を向
上させた多連形掘削穴を覆工することが可能で、かつ種
々の形状の多連形掘削穴を覆工するのに対応可能な多連
形掘削穴の覆工方法及び多連形掘削穴の覆工用セグメン
トを提供することにある。

「課題を解決するための手段」 かかる目的を達成するためにこの発明の請求項１記載の
多連形掘削穴の覆工方法は、複数の掘削穴を軸線を同一
方向にしてかつ互いが重なり合う部分を設けて掘削する
ことにより異形の掘削穴を覆工する多連形掘削穴の覆工
方法であって、先行して先行掘削穴を掘削し、かつこの
先行掘削穴を複数の円弧版状のセグメントによって覆工
する先行掘削穴覆工工程と、先行掘削穴と軸線を同一方
向にして、かつ重なり合う先行掘削穴に覆工されたセグ
メントの一部を削り取りながら後行掘削穴を掘削すると
ともに、この後行掘削穴を複数の円弧版状のセグメント
によって覆工する後行掘削穴覆工工程と、先行掘削穴の
削り残されたセグメントと、このセグメントと対向配置
された前記後行掘削穴のセグメントを連結するセグメン
ト分岐部連結工程とを具備したことを特徴とするもので
ある。

また、請求項２記載の多連形掘削穴の覆工用セグメント
は、複数の掘削穴を軸線を同一方向にしてかつ互いが重
なり合う部分を設けて掘削することにより異形の掘削穴
を形成し、この掘削穴をセグメントによって覆工する多
連形掘削穴の覆工用セグメントにおいて、先行して掘削
される先行掘削穴を覆工する覆工用筒状壁体の一部を構
成しかつ先行掘削穴と後行掘削穴との重なり合う部分に
位置する覆工用セグメントであって、セグメント本体が
無筋コンクリートで形成されていることを特徴とするも
のである。

「作用」 本発明に係る多連形掘削穴を覆工するには、まず、先行
して先行掘削穴を掘削し、この先行掘削穴を複数の円弧
版状のセグメントによって覆工し、次に、先行掘削穴と
軸線を同一方向にして、かつ重なり合う先行掘削穴に覆
工されたセグメントの一部を削り取りながら後行掘削穴
を掘削するとともに、この後行掘削穴を複数の円弧版状
のセグメントによって覆工し、次に、先行掘削穴の削り
残されたセグメントと、このセグメントと対向配置され
た前記後行掘削穴のセグメントを連結していくことによ
り、多連形掘削穴が覆工される。

また、先行掘削穴を覆工する覆工用筒状壁体の一部を構
成しかつ先行掘削穴と後行掘削穴との重なり合う部分に
位置する覆工用セグメントは、セグメント本体が無筋コ
ンクリートで形成されているので、後行掘削穴を掘削す
る際に、この覆工用セグメントのセグメント本体の一部
が容易に削り取られることができ、また、この削り残さ
れた覆工用セグメントに対向配置させて後行掘削穴のセ
グメントが連結されるので、従来のような専用の分岐部
セグメントを使用せずに、多連形掘削穴のセグメント分
岐部構造の単純化構造を実現することができる。

「実施例」 以下、本発明による一実施例を第１図ないし第11図を参
照して説明する。

本実施例の特徴は、先行して先行掘削穴を掘削し、かつ
この先行掘削穴を複数のセグメントにより覆工する先行
掘削穴覆工工程と、先行掘削穴と軸線を同一方向にして
重なり合う先行掘削穴のセグメントの一部を削り取りな
がら後行掘削穴を掘削しかつ後行掘削穴を複数のセグメ
ントにより覆工する後行掘削穴覆工工程と、先行掘削穴
の削り残されたセグメントと、このセグメントと対向配
置された後行掘削穴のセグメントを連結する分岐部連結
工程とを具備した覆工方法を行うことにより多連形掘削
穴14を覆工することにある。

また、前記先行掘削穴を覆工するための覆工用筒状壁体
の一部を構成しかつ先行掘削穴と後行掘削穴との重なり
合う部分に位置する覆工用セグメントが、そのセグメン
ト本体が無筋コンクリートで形成されている。

第１図は、本発明の一実施例である２連形掘削穴10を示
すものである。

図中符号11は、２連形掘削穴10を覆工するために、まず
先行して掘削される先行掘削穴11である。この先行掘削
穴11の内面には、複数のセグメント12からなる覆工用筒
状壁体（以下、筒状壁体と略称する。）13が形成されて
いる。この筒状壁体13のセグメント12のうち、後行掘削
穴14と重なり合わない部分に設けられているセグメント
（壁部セグメント）15は、鉄筋コンクリート製若しくは
スチール製等からなる円弧版状に形成されたものであ
る。それら壁部セグメント15の両端面には、ボルト挿通
孔16を有する継手金具17が形成されており、隣合う壁部
セグメント15,15の継手金具17どうしがボルト・ナット
により連結されることにより筒状壁体13の一部が構築さ
れる。

また、後行掘削穴14と重なり合う部分のセグメント（分
岐部セグメント）18は、第４図に示すように、セグメン
ト本体18aが無筋のコンクリートにより成形され、その
外周面が前述した壁部セグメント15の外周面と同一の曲
率を有しているとともに、内周面は平面状をなして略弓
形状に形成されている。それにより、この分岐部セグメ
ント18の中央部は肉厚が厚い構造となり、第５図に示す
断面図で明らかなように、後行掘削穴14が掘削されるこ
とによりＡ部分が削り取りられる。さらに、この分岐部
セグメント18には、貫通孔22が穿設されている。

そして、この分岐部セグメント18は、隣合う壁部セグメ
ント15と継手金具17によりボルト・ナットで連結され、
これにより先行掘削穴11には筒状壁体13が構築される。
なお、実施例においては、壁部セグメント15の間の一部
に側面をテーパ状に形成したキーセグメント19が組み付
けられた構成となっている。

一方、先行掘削穴14と軸線を同一方向にして前述したよ
うに後行掘削穴14が掘削されている（第１図参照）。こ
の後行掘削穴14は、先行掘削穴11の分岐部セグメント18
の位置において重なり合うように掘削されており、それ
により分岐部セグメント18の外周の一部は円弧状に削り
取られる。そして、後行掘削穴14の内面には、前述した
先行掘削穴11に構築した筒状壁体13と同様に、先行掘削
穴11と重なり合わない部分に壁部セグメント20を構築す
るとともに、先行掘削穴11と重なり合う部分には、先行
掘削穴11の分岐部セグメント18の削り残された部分と対
向させた分岐部セグメント21を配置させる。そして、後
行掘削穴14の分岐部セグメント21に設けられている貫通
孔23を先行掘削穴11の貫通孔22に臨ませた状態で、分岐
部セグメント18,21どうしが締付けボルト24で連結され
る。

ここで、上記分岐部セグメント18,21どうしの連結構造
をさらに具体的に説明すると、第６図及び第７図に示す
ように、後行掘削穴14の分岐部セグメント21の貫通孔23
は、先行掘削穴11の分岐部セグメント18の貫通孔22より
大径となるように穿設され、この貫通孔23の先端にはシ
ール貫入部25が設けられている。そして、このシール貫
入部25の内部には、第６図に示すように、筒部材で変形
可能なシールゴム26と板状のシール押し付けプレート27
とが貫入されている。そして、後行掘削穴14の分岐部セ
グメント21から締付けボルト24を貫通孔23に挿入し、こ
の締付けボルト24を先行掘削穴11の分岐部セグメント18
の貫通孔22を通過させ、その一端をナット28で締め付け
て行くことにより、締付けボルト24の頭部が先行掘削穴
14の分岐部セグメント18側へ移動していき、それによ
り、シールゴム26が分岐部セグメント18,21の間に介在
される。それにより、分岐部セグメント18,21どうしが
連結されるとともに、分岐部セグメント18,21の間はシ
ールドされる（第７図参照）。なお、分岐部セグメント
18,21どうしの連結が完了した後には、ナット28を被覆
する栓29が装着されるようになっている。

次に、２連形掘削穴が覆工される手順を、第１図ないし
第３図を参照して説明する。

先ず、第２図に示すように、シールド掘削機を掘進させ
て先行掘削穴11を掘削していき、先行掘削穴11の内面
に、順次複数の壁部セグメント15と分岐部セグメント18
と連結させて筒状壁体13を構築していく（先行掘削穴覆
工工程）。次に、第３図に示すように、前記先行掘削穴
11と軸線方向を一致させ、かつ分岐部セグメント18で重
なり部分が設けられるように、シールド掘削機を掘進さ
せて分岐部セグメント18の外周の一部を削り取りながら
後行掘削穴14を掘削していく。そして、この後行掘削穴
14の内面に複数の壁部セグメント20と分岐部セグメント
21を連結させて筒状壁体30を構築していく（後行掘削穴
覆工工程）。次に、第１図に示すように、後行掘削穴14
の分岐部セグメント21側から締付けボルト24を貫通孔23
に挿入し、先行掘削穴11の分岐部セグメント18の貫通孔
22を通過させた後に、一端をナット28で締め付けて行く
ことにより、分岐部セグメント18,21どうしが連結され
るとともに、それらの間はシールゴムが介在されてシー
ルドが完了する（セグメント分岐部連結工程）。

次に、第８図に示すものは、本発明において第４図に示
した分岐部セグメント18とともに使用されている分岐部
セグメント31を示すものである。

この分岐部セグメント31は、弓形状のセグメント本体32
が二分割形状になっているとともに、セグメント本体32
の端部から壁部セグメント20と同一の曲率を有する脚部
33,33が形成されている。この分岐部セグメント31は、
第４図に示した分岐部セグメント18と交互に筒状壁体の
軸方向に使用されていくことにより、壁部セグメント15
と分岐部セグメント18とを千鳥状に配置させた構造にす
ることができ、それにより筒状壁体13（又は筒状壁体3
0）に加わる外部応力を分散させた高強度な多連形掘削
穴を覆工することができる。

また、第９図は、シールド掘削機で分岐部セグメント18
の一部を削り取る際の具体的実施例を示すものである。
すなわち、シールド掘削機33の外周部には突起状のガイ
ドレール34が設けられているとともに、このシールド掘
削機33により外周部の一部が削り取られる分岐部セグメ
ント18の外周には、前記ガイドレール34を内部に挿入さ
せるガイド溝35が軸方向に延びて形成されている。

そして、ガイドレール34がガイド溝35に常にガイドされ
た状態でシールド掘削機33の掘進作業を行なうことによ
り、分岐部セグメント18の削り取り作業が正確にかつ確
実に行われ、それにより覆工作業を効率良く行うことが
できる。しかしながら、シールド工法の技術が大幅に向
上し、施工精度が非常に高くなった現在、前述したガイ
ドレール34は必ずしも必要ではない。

また、第11図は、左右方向に３つの掘削穴36,37,38が互
いに重なる部分を設けて掘削されてなる多連形掘削穴39
を示すものである。この多連形掘削穴39は、まず、先行
掘削穴36を掘削し、この先行掘削穴36の内部に壁部セグ
メント40……と無筋コンクリート製の分岐部セグメント
41とを連結して筒状壁体42を構築していく。次に、先行
掘削穴36の左側に第１の後行掘削穴37を、先行掘削穴36
の分岐セグメント41の一部を削り取りながら掘削してい
き、掘削された第１の後行掘削穴37の内部に壁部セグメ
ント43を構築するとともに、先行掘削穴36の削り残され
た分岐セグメント41と対向配置させた分岐セグメント44
を連結して筒状壁体45を構築していく。この際、図にお
いて第１の後行掘削穴37の左側のセグメントは、無筋コ
ンクリート製の分岐部セグメント46が使用されている。
そしてさらに、第２の後行掘削穴38を、第１の後行掘削
穴37の左側の分岐セグメント46の一部を削り取りながら
掘削していき、この第２の後行掘削穴38の内部に壁部セ
グメントを構築するとともに、第１の後行掘削穴37の削
り残された分岐セグメント46と対向配置させた分岐セグ
メント47を連結して筒状壁体48を構築することにより、
多連形掘削穴39が覆工される。

以上、述べたことから容易に理解できるように、本発明
によれば、まず、先行して先行掘削穴11を掘削し、この
先行掘削穴11を複数の壁部セグメント15と分岐部セグメ
ント18によって構築し、次に、先行掘削穴11と軸線を同
一方向にして、かつ重なり合う先行掘削穴11に構築され
た分岐部セグメント18の一部を削り取りながら後行掘削
穴14を掘削するとともに、この後行掘削穴を複数のセグ
メント20,21によって覆工し、次に、先行掘削穴11の削
り残された分岐部セグメント18と、この分岐部セグメン
ト18と対向配置された後行掘削穴14の分岐部セグメント
21を連結していくことにより多連形掘削穴が覆工される
ので、種々の形状の多連掘削穴に対応可能な覆工方法と
することができるとともに、覆工作業性を大幅に向上さ
せることができる。

また、工程が連続的で、しかも別の材料を仮に用いてそ
れを最終的には取り除くといった無駄のある方法ではな
いから、大幅な工期の短縮および施工コストの低減が図
られる。

また、複数の掘削穴が互いに重なる部分において、後行
掘削穴を掘削する際に一部が削り取られる無筋コンクリ
ートで形成された先行掘削穴11の分岐部セグメント18が
構築されているので、この削り残された先行掘削穴11の
分岐セグメント18と後行掘削穴14の分岐部セグメント18
を対向配置させて互いに連結することにより、複数の掘
削穴が重なり合うセグメント分岐部構造を単純化させた
構成とすることができ、さらには耐力を向上させた構造
とすることができる。

なお、本実施例においては、２連形掘削穴および左右方
向に延びる３連形掘削穴を具体例として説明したが、こ
れに限るものではなく、縦方向に延びる多連形掘削穴、
横方法に延びる多連形掘削穴や、花弁状の多連形掘削穴
を覆工方法においても同様の作用効果を得ることがで
き、さらに掘削される掘削穴も円形に限ることはなく、
矩形、楕円形のものでもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明の請求項１記載の多連形掘
削穴の覆工方法によれば、先行して先行掘削穴を掘削
し、この先行掘削穴を複数の円弧版状のセグメントによ
って覆工し、次に、先行掘削穴と軸線を同一方向にし
て、かつ重なり合う先行掘削穴に覆工されたセグメント
の一部を削り取りながら後行掘削穴を掘削するととも
に、この後行掘削穴を複数の円弧版状のセグメントによ
って覆工し、次に、先行掘削穴の削り残されたセグメン
トと、このセグメントと対向配置された前記後行掘削穴
のセグメントを連結していくことにより多連形掘削穴が
覆工されるため、種々の形状の多連形掘削穴に対応可能
な覆工方法とすることができるとともに、覆工作業性を
大幅に向上させることができるとともに、工程が連続的
で、しかも別の材料を仮に用いてそれを最終的には取り
除くといった無駄のある方法ではないから、大幅な工期
の短縮および施工コストの低減が図られる。

また、請求項２記載の多連形掘削穴の覆工用セグメント
によれば、複数の掘削穴が互いに重なる部分において、
後行掘削穴を掘削する際に一部が削り取られる無筋コン
クリートで形成された先行掘削穴の覆工用セグメントが
構築されているため、後行掘削穴を掘削に伴う先行掘削
穴側のセグメントの削り取りが容易となり、また、この
削り残された先行掘削穴の分岐セグメントと後行掘削穴
のセグメントを対向配置させて互いに連結することによ
り、複数の掘削穴が重なり合うセグメント分岐部構造を
単純化させた構成とすることができ、さらには耐力を向
上させた構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第11図はこの発明にかかる多連形掘削穴の
覆工方法及び多連形掘削穴の覆工用セグメントの実施例
を示すもので、第１図は本発明による２連形掘削穴を示
す断面図、第２図及び第３図は第１図に示した２連形掘
削穴の覆工方法の過程を示す断面図、第４図は本発明に
使用される分岐部のセグメントを示す断面図、第５図は
第４図におけるＶ−Ｖ矢視断面図、第６図及び第７図は
削り残されたセグメントとこのセグメントに対向配置さ
れたセグメントとの連結方法を示す断面図、第８図は本
発明に使用される分岐部のセグメントの他の形状を示す
断面図、第９図は分岐部のセグメントの削り取り方法の
具体例を示した断面図、第10図は第９図におけるＸ−Ｘ
矢視断面図、第11図は、左右方向に延びる多連形掘削穴
を示す断面図、第12図及び第13図は従来の多連形掘削穴
を示す断面図である。 10,39……多連形掘削穴、11……先行掘削穴、13,30,42,
45,48……覆工用筒状壁体、14……後行掘削穴、15,20,4
0,43……壁部セグメント（セグメント）、18,31,41,46
……一部が削り取られる分岐部セグメント（セグメン
ト）、21,44,47……削り取られない分岐部セグメント
（セグメント）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−66394（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−213598（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の掘削穴を軸線を同一方向にして互い
   が重なり合う部分を設けて掘削することにより異形の掘
   削穴を覆工する多連形掘削穴の覆工方法であって、 先行して先行掘削穴を掘削し、かつこの先行掘削穴を複
   数の円弧版状のセグメントによって覆工する先行掘削穴
   覆工工程と、 前記先行掘削穴と軸線を同一方向にして重なり合う先行
   掘削穴に覆工されたセグメントの一部を削り取りながら
   後行掘削穴を掘削するとともに、この後行掘削穴を複数
   の円弧版状のセグメントによって覆工する後行掘削穴覆
   工工程と、 前記先行掘削穴の削り残されたセグメントと、このセグ
   メントと対向配置された前記後行掘削穴のセグメントを
   連結するセグメント分岐部連結工程とを具備したことを
   特徴とする多連形掘削穴の覆工方法。
2. 【請求項２】複数の掘削穴を軸線を同一方向にしてかつ
   互いが重なり合う部分を設けて掘削することにより異形
   の掘削穴を形成し、この掘削穴をセグメントによって覆
   工する多連形掘削穴の覆工用セグメントにおいて、 先行して掘削される先行掘削穴を覆工する覆工用筒状壁
   体の一部を構成しかつ先行掘削穴との重なり合う部分に
   位置する覆工用セグメントであって、セグメント本体が
   無筋コンクリートで形成されていることを特徴とする多
   連形掘削穴の覆工用セグメント。