JPH08199989A

JPH08199989A - 大断面トンネルの施工方法

Info

Publication number: JPH08199989A
Application number: JP7010517A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Nakagawa; 雅由中川; Nobuaki Taniri; 信明谷利
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1995-01-26
Publication date: 1996-08-06
Anticipated expiration: 2015-04-10
Also published as: JP3031191B2

Abstract

(57)【要約】【目的】大断面で任意の断面形状のトンネルの構築を
可能とする。【構成】複数の小断面シールドトンネルを近接して施
工し、隣接する小断面シールドトンネル間を連結する。
小断面シールドトンネルによって囲まれた内部を掘削し
て大断面のトンネルを構築する。鋼製セグメント１１の
縦リブ１４に凹部１７を設け、この凹部１７を利用して
連結部材としての鉄筋１６をセグメント１１内に収納
し、その状態で、小断面シールドトンネル１ａの施工を
行う。小断面シールドトンネル１ａの施工後、隣接する
小断面シールドトンネル１ａのセグメント１１どうしの
連結に際し、鉄筋１６を凹部１７から引き出し、連結す
べきセグメント１１間に渡す。セグメント１１間にコン
クリートを打設し、セグメント１１どうし、さらに小断
面シールドトンネル１ａどうしを一体化して大断面トン
ネルの覆工を構築し、内部の掘削を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、小断面シールドトン
ネルを複数近接して施工し、各小断面シールドトンネル
間を連結して一体化し、その内側を掘削することにより
大断面のトンネルを構築する大断面トンネルの施工方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大断面のトンネルの施工方法として、シ
ールド工法が広く用いられており、大型のシールド機を
用いたシールド工法、多円形シールド工法、矩形断面の
掘削を行う四角形シールド工法等、大断面の掘削あるい
は任意の断面形状の掘削を可能とする種々のシールド工
法が開発されている（例えば、特開平２−３５１９０号
公報、特公平３−７８９１７号公報等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、さらに
大きな断面のトンネルを効率良く、経済的に構築しよう
とする場合、シールド機の大型化にも限度がある。

【０００４】そのため、例えば図４に示すように、小断
面シールドトンネル１ａを近接させて多数施工し、各小
断面シールドトンネル１ａ間を連結した後、連結した内
側を掘削することで、大断面トンネル１Ａを施工するこ
とが検討されている。なお、図中、符号３は後掘削部分
を示している。また、シールド機２のカッター部分は種
々の形式、構造のものが利用可能であり、図示を省略し
ている。

【０００５】しかし、小断面シールドトンネル１ａを複
数連結して行う大断面トンネル１Ａの施工実績は皆無で
あり、特に近接させて施工した小断面シールドトンネル
１ａどうしをどのように連結するか等、施工の実現のた
めには解決しなければならない課題が残っている。

【０００６】例えば、通常、小断面シールドトンネルの
施工には、鋼製セグメントを使用するが、鋼製セグメン
トを大断面トンネルの構造部材として本体利用する場
合、トンネル部材の強度確保のためには、小断面シール
ドトンネル間の連結部において、セグメントどうしを互
いに連結する必要がある。

【０００７】しかし、各小断面シールドトンネルは、そ
れぞれが施工時に多少の誤差を生じるため、連結部では
相対的に３次元的なずれが生じる。これに対し、添接板
を介したボルト接合や溶接等の接合方法では、施工的に
困難であったり、要求品質を十分に満足できない接合と
なることが予想される。

【０００８】本願発明は、このような並列する小断面シ
ールドトンネルどうしの連結方法を工夫することで、大
断面で任意の断面形状を有するトンネルを構築を可能と
することを目的としたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る大
断面トンネルの施工方法は、シールド機を用いて複数の
小断面シールドトンネルを近接して施工し、隣接する小
断面シールドトンネル間を連結し、連結されたこれらの
小断面シールドトンネルによって囲まれた内部を掘削す
ることで、大断面のトンネルを構築するものである。

【００１０】隣接する小断面シールドトンネル間の連結
については、連結位置のセグメントどうしを、後から掘
削される大断面トンネルの地山側または内空側あるいは
その両位置において棒状の連結部材で連結し、連結した
セグメント間にコンクリートを打設して、小断面シール
ドトンネルどうしを一体化する。

【００１１】棒状の連結部材は小断面シールドトンネル
どうしのセグメント間において、引張力を伝達する機能
を有し、特にセグメントとして小断面シールドトンネル
において通常用いられている鋼製セグメントを用いるこ
とで、セグメントに大断面トンネル覆工の引張部材とし
ての機能を十分果たさせることが可能となる。

【００１２】請求項３は、棒状の連結部材がセグメント
内部に貫通する複数本の鉄筋である場合を規定したもの
であり、コンクリートの打設によりラップ継手的に機能
し、隣接する小断面シールドトンネルのセグメントどう
しを連結することができる。

【００１３】請求項４は、さらに請求項３について、小
断面シールドトンネルの施工時においては、鉄筋を連結
されるセグメントどうしの一方に設けた凹部に収納して
おき、小断面シールドトンネルの施工後、この凹部より
他方の小断面シールドトンネルのセグメント内に向けて
引き出し、コンクリートの打設により隣接する小断面シ
ールドトンネルどうしを一体化する場合を規定したもの
である。あらかじめ鉄筋をセグメント内に収納しておく
ことで、現場作業を効率良く行うことができる。

【００１４】請求項５は、小断面シールドトンネルのセ
グメントが鋼製セグメントであり、棒状の連結部材の両
端を鋼製セグメントの主桁に対し、例えばユニバーサル
継手的な接合金具や、ターンバックル、カプラー等（長
さ調整）で、３次元的に回転可能に連結することを規定
したものである。機能は、鉄筋の場合と同様であるが、
小断面シールドトンネルどうしの３次元的なずれに対
し、さらに容易に対処させることができる。

【００１５】この他、棒状の連結部材として、ワイヤー
等、可撓性のある部材を用いてもよく、また材質も鋼に
限らず合成樹脂材料、その他新素材等を用いることも可
能である。

【００１６】本願の請求項２は、各小断面シールドトン
ネルの断面が矩形である場合を規定したものであり、矩
形断面の場合、大断面トンネル覆工部材としての小断面
シールドトンネルの連結体の厚さを均一にできるという
利点があるが、矩形に限らず、円形、楕円形、その他特
に限定されない。

【００１７】本願の請求項６は、小断面シールドトンネ
ルどうしを連結した後、小断面シールドトンネル内にコ
ンクリートを打設することを規定したもので、大断面ト
ンネル覆工部材として非常に高い強度の覆工が形成され
る。コンクリートの打設に際しては、必要に応じ、各小
断面シールドトンネル内に鉄筋や鉄骨を配置する。

【００１８】

【実施例】図３は、大断面トンネル１Ａの覆工部分を複
数の小断面シールドトンネル１ａで構成する場合の配置
例を示したもので、この例では１４台のシールド機で矩
形断面の１４個の小断面シールドトンネル１ａを施工
し、これらを連結して一体化することで長方形断面の覆
工（通常、この小断面シールドトンネル１ａによる覆工
内部には鉄筋を配筋する等してコンクリートを打設す
る）を構築し、その後、内部を掘削することで、大断面
トンネル１Ａが形成される。

【００１９】図１は、連結部材として鉄筋１６等を用い
た場合の、図３中、Ｃで示した連結位置の実施例を示し
たものである。

【００２０】連結すべき鋼製セグメント１１間のずれが
比較的小さい場合、鋼製セグメント１１の主桁１３間許
容応力度を満足する鉄筋１６またはその他の棒状部材を
セグメント１１間に渡し、この部分にコンクリートを打
設して接合させる。

【００２１】鉄筋１６が十分な定着長をとれない場合、
鋼製セグメント１１の縦リブ１４に凹部１７等をあらか
じめ切断しておく等の必要がある。なお、この凹部１７
を利用して、鉄筋１６を連結される一方のセグメント１
１内に収納した状態で、小断面シールドトンネル１ａの
施工を行い、セグメント１１どうしの連結に際して鉄筋
１６を凹部１７から引き出すようにすることで、施工の
効率化が図れる。

【００２２】図中、１２はセグメントリング間の継手を
構成する継手板、１５はスキンプレートを示す。

【００２３】図２は、端部が３次元的に回転可能な連結
部材２６を用いた場合の、図３中、Ｄで示した連結位置
の実施例を示したものである。

【００２４】棒状の連結部材２６端部は、鋼製セグメン
ト２１の主桁２３に対し、連結金具２７を介してボルト
２８で接合され、中間部はカプラー２９でねじ式に接合
し、セグメント間の間隔に対応する長さ調整を行う。

【００２５】本実施例において連結金具２７はコ字状断
面に形成され、主桁２３を挟み込む形でボルト２８で止
め付ける。このボルト２８を中心に図２(a) において鉛
直面内で回転可能となっている。また、連結金具２７に
は長孔２７ａが設けられており、図３(c) において破線
で示される連結部材２６の端部の係止部２６ａが水平面
内で回転可能となっている。

【００２６】連結金具２７の接合に関しては、一端をま
ず連結金具２７で主桁２３に止め付けた後、ねじ切りし
た他端をカプラー２９で接続することで、鋼製セグメン
ト２１どうしの連結を行い、この部分にコンクリートを
打設して接合させる。

【００２７】なお、鋼製セグメント２１の主桁２３がせ
ん断許容応力度を満足しないようであれば、プレート等
を使用して補強を行う。

【００２８】図中、２２は小断面シールドトンネルの施
工時に充填されるテールボイド充填材である。

【００２９】

【発明の効果】棒状の連結部材を用いて小断面シールドトンネルど
うしの３次元的な施工誤差に対処できるようにしている
ため、小断面シールドトンネル間の連結を確実なものと
して、大断面トンネルの覆工部材としての一体化が図れ
る。

【００３０】請求項３、４に係る施工方法では、鉄
筋をラップ継手的に使用するため、溶接やボルト接合等
の面倒な作業がなく、施工性がよい。

【００３１】請求項５に係る施工方法では、連結部
材端部の連結部等でシールドトンネルの施工誤差を３次
元的に吸収することができる。

【００３２】以上により、小断面シールドトンネル
を利用した大断面トンネルの安全、かつ経済的な施工が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】連結部材として鉄筋を用いた場合の実施例を
示したもので、(a)は連結部をトンネル軸方向にみた断
面図、(b) はそのＡ−Ａ断面図、(c) はＢ−Ｂ断面図で
ある。

【図２】端部が３次元的に回転可能な連結部材を用い
た場合の実施例を示したもので、(a) は連結部をトンネ
ル軸方向にみた断面図、(b) はそのＣ−Ｃ断面図、(c)
はそのＤ−Ｄ断面図である。

【図３】大断面トンネルの覆工部分を構成する小断面
シールドトンネルの配置例を示すトンネル直角方向の断
面図である。

【図４】小断面シールド工法を利用した大断面トンネ
ルの構築方法の概要を示す斜視図である。

【符号の説明】

１Ａ…大断面トンネル、１ａ…小断面シールドトンネ
ル、２…シールド機、３…後掘削部分、１１…鋼製セグ
メント、１２…継手板、１３…主桁、１４…縦リブ、１
５…スキンプレート、１６…鉄筋、１７…凹部、２１…
鋼製セグメント、２２…テールボイド充填材、２３…主
桁、２４…縦リブ、２５…スキンプレート、２６…連結
部材、２６ａ…係止部、２７…連結金具、２７ａ…長
孔、２８…ボルト、２９…カプラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の小断面シールドトンネルを近接し
て施工し、隣接する小断面シールドトンネル間を連結
し、前記小断面シールドトンネルによって囲まれた内部
を掘削して大断面のトンネルを構築する大断面トンネル
の施工方法であって、隣接する小断面シールドトンネル
を構成するセグメントどうしを、前記大断面トンネルの
地山側または内空側あるいはその両位置において棒状の
連結部材で連結するとともに、前記連結部材で連結した
セグメント間にコンクリートを打設して、前記複数の小
断面シールドトンネルどうしを一体化することを特徴と
する大断面トンネルの施工方法。
【請求項２】各小断面シールドトンネルの断面が矩形
である請求項１記載の大断面トンネルの施工方法。
【請求項３】前記棒状の連結部材はセグメント内部に
貫通する複数本の鉄筋である請求項１または２記載の大
断面トンネルの施工方法。
【請求項４】前記鉄筋は、連結されるセグメントどう
しの一方に設けた凹部に収納しておき、小断面シールド
トンネルの施工後、前記凹部より互いに連結される他方
の小断面シールドトンネルのセグメント内に向けて引き
出し、コンクリートの打設により隣接する小断面シール
ドトンネルどうしを一体化する請求項３記載の大断面ト
ンネルの施工方法。
【請求項５】前記セグメントは小断面シールドトンネ
ルのトンネル周方向に延びる主桁を有する鋼製セグメン
トであり、前記棒状の連結部材の両端を前記主桁に対
し、３次元的に回転可能に連結する請求項１または２記
載の大断面トンネルの施工方法。
【請求項６】小断面シールドトンネルどうしを連結し
た後、小断面シールドトンネル内にコンクリートを打設
する請求項１、２、３、４または５記載の大断面トンネ
ルの施工方法。