JPH0781505B2 - 地下構造物の構築工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は地下に構築される上下水道、電力洞道あるいは
通信施設用の構造物等の地下構造物の構築工法に関する
ものである。

（従来の技術） 最近、市街地の地下に構築される上下水道、電力洞道あ
るいは通信施設用の構造物は大口径の場合にはシールド
工法、小口径の場合には推進工法によって構築されるこ
とが多い。

この推進工法には種々の工法が提案され、実施されてい
るがトンネル線形が曲線であったり、長距離である場合
には掘削機能を有するシールド機を用いて地中を掘進し
ながら覆工構造体を推進ジャッキによって推進させる工
法がよく用いられている。

上記のシールド推進工法は円形断面のシールド機によっ
て地中に円形断面のトンネルを掘削すると共に、該シー
ルド機の後部に配設された鋳鉄管、ヒューム管等の円形
管路構造体を、発進立坑に設置されている推進ジャッキ
により前記トンネル内に推進させて円形中空断面の地下
構造物を構築するものであった。

しかしながら、上記の推進工法においては、トンネル断
面が円形であるために電力洞道や通信施設用の構造物に
対して利用されない無駄な空間が生じると共に、掘削土
量も多くなって経済性を損なうという欠点があった。

一方このような円形断面管路の欠点を解消するために、
第５図に示すような四角形断面のボックスカルバート2
b′等を用いた推進工法が開発され実施されている。

この工法は四角形断面のボックスカルバート2b′等の覆
工構造体２′の先端に刃口2cを装着して、人力で地中を
掘削しながら該覆工構造体２′を推進ジャッキ４′で推
進させて地下構造物を構築するものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の四角形断面の推進工法においては
覆工構造体の先端、即ち切羽側が解放されているために
地下水位が高かったり、或は崩壊性の土から構成される
地盤条件では切羽の保持が困難であり施工時の安全性に
問題があった。

また、切羽保持のためにトンネル予定位置において薬液
注入工法や凍結工法等による地盤改良工事が必要な場合
が多くなり、工費がかさむと共に工期も長くなるという
欠点があった。

さらに、上記推進工法は土被り厚さが比較的小さい場合
に採用されるものであり、地下の深い部分での施工例は
困難であった。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は地下に構築される地下構造物において、
その空間を無駄なく利用できるようにすると共に経済的
かつ安全に施工できる地下構造物の構築工法を提供する
ことである。

（課題を達成するための手段） 以上の課題を達成するための本発明の手段たる構成は、
適宜間隔をもって地中に構築された発進立坑と到達立坑
との間の地中に、地下構造物を構築する工法であって、
正面視における断面が四角形状を有するシールドフレー
ムと、掘進方向に対して直交した状態で設けられた各々
一対のドラムカッタ及びリングカッタと、該ドラムカッ
タ及びリングカッタの後部に設けられた隔壁と、該隔壁
の後部に設けられたシールドジャッキ及び排土手段とを
備えたシールド掘進機により、前記発進立坑と到達立坑
との間の地中を掘削して断面四角形状のトンネルを掘削
形成する工程と、正面視における断面が四角形状を有
し、前記トンネルの軸方向の連結部にカラーを有する覆
工構造体を前記発進立坑より挿入・連結し、該覆工構造
体を前記発進立坑内に設けられた推進ジャッキにより前
記トンネル内に推進する工程とを繰り返してなることを
特徴とする構成にすることである。

（作用） 而して上記構成によれば、断面が四角形状の地下構造物
を構築することができるので、地下空間が無駄なく利用
できると共に、シールド掘進機の切羽側が隔壁により密
閉され、切羽の土水圧に対抗できるように泥水圧あるい
は泥土圧を作用させることができるので、安全かつ経済
的に四角形状のトンネル空間を掘削形成することが可能
になる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の地下構造物の構築工法の断面図を示し
たものである。

本発明は、まず初めに地下構造物の構築予定箇所に適宜
間隔をもって発進立坑Ａと到着立坑Ｂとを掘削する。

前記発進立坑Ａの底面には推進台ａが、またトンネルの
掘削予定壁n₁と対抗する側壁n₂には支圧壁ｂがそれぞれ
構築されている。

そして、前記発進立坑Ａの推進台ａにクレーンでシール
ド掘進機１を載置した後、該シールド掘進機１をシール
ドジャッキ７で発進立坑Ａ内に設けられた反力装置に反
力をとって、到達立坑Ｂ側へ掘進させて１スパン分のト
ンネルｍを掘削する。

このトンネルｍは、シールド掘進機１が断面四角形状で
あるため、断面四角形状に形成される。

そして、この１スパン分のトンネルｍ内に、発進立坑Ａ
側から断面四角形状の鉄筋コンクリート製、又は鋼鉄製
の覆工構造体２が挿入される（第２図の（１）及び
（２）を参照）。

この覆工構造体２は、発進立坑Ａにおいてカラー３で互
いに連結され、かつPC鋼線（図示せず）で締着されてか
ら、推進ジャッキ４でトンネルｍ内に推進される。

次に、シールド掘進機１をシールドジャッキ７で前記既
設の覆工構造体２に反力をとってさらに１スパン分掘進
させる。

このシールド掘進機１の掘進に伴って、覆工構造体２を
前記と同様の方法で継ぎ足しながらトンネルｍ内に挿入
して推進する。

このようなシールド掘進機１の掘進によるトンネルｍの
掘削工程と、このトンネルｍ内の覆工構造体２の推進工
程とを交互に繰り返すことにより、地下構造物Ｃが構築
される。

また、覆工構造体２の継ぎ足しに伴ってシールド掘進機
１の送泥管15および排泥管16も順次継ぎ足される。

第３図はシールド掘進機１を示したものであり、前面に
ドラムカッタ５及びリングカッタ６が夫々掘進方向に対
して水平状に直交した状態で設けられ、後部にシールド
掘進機１の掘進方向を制御するシールドジャッキ７が備
えられると共に前部には隔壁８が設けられている。

該隔壁８の前側にはギアケース8aが固定され、該ギアケ
ース8a先端部の両側にドラムカッタ５が回転自在に設け
られると共に、該ドラムカッタ５の間には上下に一対の
リングカッタ６が回転自在に設けられ、これらドラムカ
ッタ５及びリングカッタ６は隔壁８後側のモータＭによ
り回転駆動される。

また、これらドラムカッタ内にはギアケース8a内を貫通
した送泥管15及び排泥管16が夫々連通され、これら送泥
管15及び排泥管16にはドラムカッタ内への送泥及びドラ
ムカッタ内からの排泥をするためのポンプ（図示せず）
が設けられている。

ドラムカッタ５は外側が閉塞した筒状であり、ドラム面
に開口部5bが水平状に適宜間隔をもって設けられ、該開
口部5bにはカッタビット5cが突設されている。

リングカッタ６はドラムカッタ５間に一対偏芯して設け
られ、第３図の（２）に示すようにドラムカッタ５の径
と略同径を掘削することが出来るように配設されてい
る。

またリングカッタ６はドラムカッタ５と同様にリング面
に開口部6aが水平状に適宜間隔をもって設けられ、該開
口部6aにはカッタビット6bが設けられている。

第４図に示すものはシールド掘進機９の他の実施例であ
り、ドラムカッタ10は外側に配設された円盤10aと、該
円盤10aの内側に適宜間隔をもって配設されたリング10b
とがスポーク10cで連結されて円筒籠状に形成され、該
スポーク10cが前記円盤10a及びリング10bの周縁にそっ
て適宜間隔ごとに架設されることにより、ドラム面に多
数の開口部10eが連続的に形成され、該各スポーク10cの
上面にカッタビット11が突設されている。

リングカッタ12は前記ドラムカッタ10より小径のリング
12a、12aがスポーク12bで連結されて円筒籠状に形成さ
れ、該スポーク12bがリング12a、12aの周縁にそって適
宜間隔ごとに架設されることにより、前記ドラムカッタ
２と同様にリング面に多数の開口部13が連続的に形成さ
れ、各スポーク12bの上面にカッタビット14が突設され
ている。

（発明の効果） 本発明は以上の様な構成にしたことにより下記の効果を
有する。

シールド掘進機の切羽側が隔壁により密閉されると
ともに、該隔壁の後部に排土手段が設けられたことによ
り、地山の土水圧に十分対抗できるような泥土圧、ある
いは泥土圧をチャンバ内に発生させて、安全にトンネル
を掘削することができる。

シールド掘進機にシールドジャッキを装備したこと
により、シールド掘進機のみの掘進が可能になるととも
に、このシールドジャッキにより容易に掘進方向の制御
を行なうことができるので、断面四角形状のトンネルを
計画線上に精度良く形成することができる。

１スパン分のトンネルを形成した後に、連結部にカ
ラーを有する覆工構造体を発進立坑より挿入・連結し
て、覆工構造体全体を推進ジャッキによりトンネル内に
推進させるので、経済的な断面形状を有する地下構造物
を安全かつ確実に構築することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の地下構造物の構築工法の断面図、第２
図の（１）は第１図のＩ−Ｉ線断面図、第２図の（２）
は第１図のII−II線断面図、第３図の（１）はシールド
掘進機の斜視図、同図の（２）は同断面図、第４図の
（１）は他のシールド掘進機の斜視図、同図の（２）は
同断面図、第５図は従来の地下構造物の構築工法を示す
断面図である。 図中、 A:発進立坑、B:到達立坑 C:地下構造物 1:シールド掘進機 2:覆工構造体 m:トンネル である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 窪田 敬昭 茨城県北相馬郡藤代町藤代647―59―403 (56)参考文献 実開 昭58−103289（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−103290（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−44197（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】適宜間隔をもって地中に構築された発進立
   坑と到達立坑との間の地中に、地下構造物を構築する工
   法であって、正面視における断面が四角形状を有するシ
   ールドフレームと、掘進方向に対して直交した状態で設
   けられた各々一対のドラムカッタ及びリングカッタと、
   該ドラムカッタ及びリングカッタの後部に設けられた隔
   壁と、該隔壁の後部に設けられたシールドジャッキ及び
   排土手段とを備えたシールド掘進機により、前記発進立
   坑と到達立坑との間の地中を掘削して断面四角形状のト
   ンネルを掘削形成する工程と、正面視における断面が四
   角形状を有し、前記トンネルの軸方向の連結部にカラー
   を有する覆工構造体を前記発進立坑より挿入・連結し、
   該覆工構造体を前記発進立坑内に設けられた推進ジャッ
   キにより前記トンネル内に推進する工程とを繰り返して
   なることを特徴とする地下構造物の構築工法。