JPH0826741B2 - 水底におけるシ−ルドマシンの発進方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は沈埋工法とシールド工法を併用して水底にト
ンネルを構築するに際し、水底でシールドマシンを発進
させる、水底におけるシールドマシンの発進方法に関す
るものである。

〈従来の技術〉 臨海部において海底トンネルを施工する場合、沈埋函
を使用した沈埋工法や、あるいはシールドマシンを用い
るシールド工法により施工することは広く知られている
が、近時これらの両工法の利点を活かそうと、両工法を
併用する工法がいくつか提案されている。

この工法としては例えば、特開昭62−10396号が存在
する。

この併用式工法を簡単に説明すると、土被りの浅い所
では沈埋工法により施工し、土被りが深くなったらシー
ルド工法に切り替えて施工する工法である。

また、沈埋工法からシールド工法に切り替える際は、
沈埋函の端にシールドマシンを収納した別途の函体を接
続し、この函体からシールドマシンを発進させている。

〈本発明が解決しようとする問題点〉 前述した沈埋工法とシールド工法を併用した工法を実
用化するに当たり、つぎのような問題点がある。

（イ）海底よりシールドマシンを発進させるためには、
シールドマシンを収容する函体の前面のバルクヘッドを
撤去する必要がある。

このシールドマシンの前面のバルクヘッドを撤去する
方法としてつぎの二つの方法が考えられる。

函体の前面を埋め戻しし、この埋め戻し土を硬化ま
たは凍結する一方で、外水圧と土圧の併力に耐え得る自
立壁を構築し、この自立壁を函体の内側から撤去する方
法。

クレーン船などを用いて海上からバルクヘッドを函
体の外側へ撤去する方法。

しかし、の方法の場合、自立壁に作用する圧力が陸
上に比べて遥かに大きく、自立壁が崩壊する危険性が高
い。

万一、海底で自立壁が崩壊すると函体内に大量の海水
が流入して大事故となるおそれがある。

また仮に、自立壁の崩壊防止を目的として安全率を大
きく取ると、工期および工費が大幅に増大する。

また、凍結手段を採用する場合は海上に作業用の桟橋
を必要とするなどの不都合が生じる。

また、の方法を実行するためには、例えば函体内に
海水を取り入れ、内水圧と外水圧を等しくした後にバル
クヘッドを撤去し、海上よりプレミックス材を埋め戻す
ことが考えられる。

しかし、の方法の採用の可否を検討すると、シール
ドマシンのテールシートおよびセグメントのジョイント
部における止水の点で不安が残る。

また、シールドマシンのチャンバー内にプレミックス
材が流入することになるが、このプレミックス材の流入
を防止する対策を講じることが難しい。

（ロ）以上のことから、水中で函体からシールドマシン
を発進するに当たり、経済的に発進できる、具体的な発
進方法の提案が望まれている。

〈本発明の目的〉 本発明は以上の点に鑑み、水底でしかも軟弱地盤であ
っても経済的にシールドマシンを発進できる、水底にお
けるシールドマシンの発進方法を提供することを目的と
する。

〈本発明の構成〉 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について
説明する。

〈イ〉沈埋函の敷設（第２図） 土被りの浅い範囲に渡って沈埋函１を敷設する。

沈埋函１は、その両端の開口に脱着式の隔壁を設けて
遮水構造物としておく。

なお、沈埋函１の敷設工は従来方法と同様である。

〈ロ〉シールドマシンの設置（第２、３図） 土被りが深くなったら、沈埋工法からシールド工法に
切り替える。

すなわち、シールドマシン２を収容し、かつ、両端を
バルクヘッド31、32で閉塞した密封構造の沈埋エレメン
ト３を、海上から吊り降ろして既設の沈埋函１の端に接
合する。

沈埋エレメント３を沈埋函１に接続する場合、両函体
１、３間に介在する水を排水し、沈埋エレメント３に作
用する外水圧を利用して水圧接合をする。

〈ハ〉基礎グラウトの注入（第３図） 沈埋函１と水底との間に基礎グラウトを注入したとき
と同様に、沈埋エレメント３と水底との間にベントナイ
トグラウトなどの基礎グラウト４を注入する。

〈ニ〉セグメントの一部組み立て（第４図） 沈埋函１の端に設けた隔壁と対向する沈埋エレメント
３のバルトヘッド32を取り外す。

そして、沈埋函１と連通した沈埋エレメント３内にセ
グメント５を搬入し、シールドマシン２のテール部から
沈埋函１の端までの間にセグメント５を組み立てる。

セグメント５の一端と既設の沈埋函１との間は、止水
処理を施して接続する。

さらに沈埋エレメント３の端を閉塞するバルクヘッド
31を外す準備として、バルクヘッド31を固定しているボ
ルト類を取り外す。

バルクヘッド31を固定していたボルト類を取り除いて
も外水圧を受けているので、沈埋エレメント３の内圧が
外水圧以上にならない限り、バルクヘッド31が外れて沈
埋エレメント３内に浸水する心配はない。

〈ホ〉エレメント内への固結材の注入（第５図） 沈埋エレメント３内の、組み立てを終えたばかりのセ
グメント５とシールドマシン２の外法の密封空間の全域
にベントナイトモルタルなどの固結材６を注入する。

このとき、シールドマシン２のチャンバー内に固結材
６の浸入を規制する対策が必要となる。

その対策としては、例えばシールドマシン２のチャン
バーを閉塞する蓋材を取り付けておいたり、あるいはシ
ールドマシン２のチャンバー内に、常に固結材６の液粒
と同一の液位を保ちながら泥水９を注入する方法が考え
られる。

沈埋エレメント３内に固結材６を注入しても、沈埋エ
レメント３の端を閉塞するバルクヘッド31は外水圧を受
けるので固結材６の充填圧によって容易に外れる心配が
ない。

〈ヘ〉バルクヘッドの除去（第６図） 沈埋エレメント３内に注入した固結材６の壁面が自立
する程度の強度が発現したら（例えば圧縮応力が３〜6k
g/cm²程度）、バルクヘッド31を海上からクレーン船を
用いて撤去する。

バルクヘッド31を撤去するには、沈埋エレメント３の
内圧を外水圧と等しくなるよう調整する。

〈ト〉固結材による埋め戻し（第７図） 既設の沈埋函１の周囲は、周辺土砂８を用いて埋め戻
す。

また、沈埋エレメント３の前部から掘進予定の水底地
盤の間は、埋戻用固結材７を使用して埋め戻して遮水す
る。

埋戻用固結材７の変わりに、薬液を代用することも可
能である。

このように沈埋エレメント３の周囲を、周辺土砂を用
いずに埋戻用固結材７または薬液を用いて埋め戻したの
は、周辺土砂８よる埋め戻し土質が軟弱であるため海水
の浸透を許してしまうことと、周辺土砂の密度が小さい
ためトンネルの浮き上がりの安全率が低くなることが予
想されるためである。

〈チ〉シールドマシンの発進（第１図） 沈埋エレメント３と沈埋函１を外水から遮蔽したら、
沈埋エレメント３内からシールドマシン２を発進させ
る。

シールドマシン２はセグメント５を組み立てながら、
埋戻用固結材７を掘進し、さらにその先の水底地盤を掘
り進んでいく。

〈本発明の効果〉 本発明は以上のようになるからつぎの効果を得ること
ができる。

（イ）沈埋工法とシールド工法を併用して水底トンネル
を施工するに際して、外水の影響や水底地盤の影響を受
けずに既設の沈埋函の端からシールドマシンを発進させ
ることができる。

（ロ）従来工法のような凍結工法や海上作業用の桟橋は
不要であるから、工費を大幅に低減できる。

（ハ）シールドマシンを収容した函体のバルクヘットを
海上から撤去でき、しかも内水圧と外水圧とを等しくし
てバルクヘッドを撤去する。

そのため、外水圧と土圧が併用する状態でバルクヘッ
ドを内外に撤去する従来技術に比べ、作業の安全性が著
しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図：シールドマシンを発進して水底にトンネルを構
築する一実施例の説明図 第２図：シールドマシンを収容した沈埋エレメントを沈
設する作業説明図 第３図：沈埋エレメントを既設の沈埋函に接続する作業
の説明図 第４図：セグメントの組み立て作業の説明図 第５図：沈埋エレメント内に固結材を注入する作業の説
明図 第６図：沈埋エレメントのバルクヘッドを撤去する作業
の説明図 第７図：埋戻用固結材を埋め戻す作業の説明図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】土被りの浅い範囲に敷設した沈埋函の端
   に、 シールドマシンを収容した密封構造の沈埋エレメントを
   沈設して接続し、 つぎに沈埋エレメントの内周とシールドマシンの外周と
   の間に形成される密封空間の全域に固結材を注入し、 沈埋エレメント内に注入した前記固結材に所定の強度が
   発現したら沈埋エレメント内の内圧を調整して沈埋エレ
   メントの前面を閉塞するバルクヘッドを撤去し、 つぎに沈埋エレメントの前部から掘進地盤の範囲に埋戻
   用の固結材または薬液を用いて埋め戻しを行って遮水を
   図り、 沈埋エレメント内から沈埋エレメント内の固結材および
   埋戻用の固結材の層若しくは薬液層へ向けてシールドマ
   シンを発進させる、 水底におけるシールドマシンの発進方法