JPH09279982A - トンネル到達口封止用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールド工法によるトンネル掘削の到達地点
に設けた土留め壁体とトンネル本体とを接続するに際し
て、土留め壁体近傍の地盤に対する土質安定化の省略
と、作業の大幅な簡略化、及び大幅な安全化が図れ、し
かも工期の短縮と工事費用の低減とが達成できる、トン
ネル到達口封止用装置を提供する。 【解決手段】 本発明のトンネル到達口封止用装置は、
外側の補強層と内側のゴム層との積層体から形成され
て、最小内径がトンネル径よりも充分に小さく且つ最大
外径がトンネル径よりも充分に大きい筒状環体を土留め
壁体内に埋設してなり、該環体のゴム層に膨張可能な中
空の環状シール部を偏平状に周設すると共に、該シール
部を前記土留め壁体の表側に設けた流体圧入装置と連通
させてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールド工法によ
るトンネル掘削に際して、掘削機が既設のトンネルとの
接続地点、或いはトンネル建設の中間地点に設けた縦坑
や、終点の坑口位置などに到達したときに、かかる到達
地点に設けた土留め壁体とトンネル本体とを確実に接続
するためのトンネル到達口封止用装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド工法によってトンネルを掘削す
るときは、その到達予定地点に設けた土留め壁体に坑口
を設けてトンネル本体と接続しなければならない。そし
て、トンネルを土圧や湧水などから保護するために覆工
として設けられるトンネル壁体と、土留め壁体とを接続
する際に、ややもすると土砂の流入や出水などの事故が
発生する危険があった。

【０００３】そこで従来は、図５に示すように、トンネ
ル４の先端が土留め壁体１に到達する前に、予め土留め
壁体１背後の地盤Ｅに、固化用薬液を注入するなどの方
法によって地盤の安定化を行っておき、この安定化地帯
Ｇをシールド式トンネル掘削機３によって掘進して、土
留め壁体１の裏面までトンネル４を到達させたのち、安
定化地帯Ｇとトンネルの内壁の覆工４ａやシールドの外
面との間に、止水材料等を充填するなどの方法により止
水処理をしていた。その後土留め壁体１を表面側からハ
ツってトンネルとほぼ同径の開口部を形成し、掘削機３
の前面を露出させてから、掘削機３を土留め壁体１内に
貫入させたうえ、シールドの内部の装置類を分解搬出す
ると共に、シールド筒３ａと土留め壁体１とをコンクリ
ート等によって結合し、更にシールド筒３ａの内面にも
覆工を施して、土留め壁体１とトンネル本体４との接続
を完成させる方法が主として採用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来方法に
おいては、土留め壁体の背後の地盤を、薬液注入などの
方法により広い範囲にわたって安定化しなければならな
い。そのために、地盤安定の効果の確認を含めて多額の
費用を必要とするうえ、事故発生の予防も万全ではなか
った。そのうえ土留め壁体に開口部を形成するためのハ
ツり作業量が多く、多大の労力と長い工期がかかるとい
う問題もあった。

【０００５】そこで本発明は、シールド工法によるトン
ネル掘削の到達地点に設けた土留め壁体とトンネル本体
とを接続するに際して、土留め壁体近傍の地盤に対する
土質安定化の省略と、作業の大幅な簡略化、及び大幅な
安全化が図れ、しかも工期の短縮と工事費用の低減とが
達成できる、トンネル到達口封止用装置を提供すること
を目的とした。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するこ
とができる本発明のトンネル到達口封止用装置は、外側
の補強層と内側のゴム層との積層体から形成されて、最
小内径がトンネル径よりも充分に小さく且つ最大外径が
トンネル径よりも充分に大きい筒状環体を土留め壁体内
に埋設してなり、該環体のゴム層に膨張可能な中空の環
状シール部を偏平状に周設すると共に、該シール部を前
記土留め壁体の表側に設けた流体圧入装置と連通させた
ことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のトンネル到達口封止用装
置を、図１〜４によって説明する。本発明のトンネル到
達口封止用装置における土留め壁体１は、例えばトンネ
ルの中間地点に形成された縦坑底部の、作業空間を囲ん
で設けられた鉄筋１ａ入りの壁体である。そして、土留
め壁体１のトンネル到達予定位置には、地盤に向かって
筒状環体２が埋設されており、筒状環体２の少なくとも
内側には、鉄筋の代わりに例えばステンレスファイバー
１ｂなどで強化された繊維補強コンクリートなどの掘削
可能な材料が充填されている。更に必要に応じて筒状環
体２の外側にも繊維補強コンクリートなどが充填されて
いてもよく、更には筒状環体２の外側部分などが鉄筋１
ａと結合されていてもよい。

【０００８】土留め壁体１に埋設される筒状環体２は、
外側の鋼板などからなる補強層２ａと内側の充分に厚い
軟質のゴム層２ｂとの積層体で構成されており、直円筒
状又は円錐状に形成されている。そして、その最大外径
はトンネルの到達位置の誤差、例えば到達予定位置から
上下左右に２０cm程度のずれが有り得ることを考慮し
て、トンネルの径より充分に大きく形成されている必要
があり、またその最小内径はトンネル径よりも充分に小
さいことが必要である。かかる筒状環体２が円錐状であ
るときは、その大径部分が地盤Ｅ側に向くように埋設さ
れていることが望ましい。

【０００９】また、筒状環体２のゴム層２ｂの内部に
は、環に沿って一周するように、膨張可能な中空の環状
シール２ｃが形成されている。そして環状シール２ｃの
中空部は、常時は自身のゴム弾性により偏平形状となっ
ているが、貫通孔２ｄ及び流体注入管６を介して外部に
設けた流体注入装置（図示せず）に接続されていて、例
えば空気や水などが中空部に圧入されると環状シール２
ｃが膨張し、筒状環体２の内方に向かって膨出するよう
になっている。更に筒状環体２には、土留め壁体１の表
面に接するようにフランジ部２ｅが設けてあってよく、
このフランジ部２ｅに、例えば封止体８をボルトなどに
よって取り付けておくことができる。

【００１０】土留め壁体１内で、埋設された筒状環体２
の内側には、地盤Ｅ側の端部から表面側に向かって、順
次に適宜の間隔を置いて絶縁被覆電線５、５・・を埋設
しておき、その両端から土留め壁体１の表面側に端子を
引き出して、端子間の導通を検知できるようにすること
ができる。こうすると、トンネル到達時に繊維補強コン
クリートがどの位置まで掘削されたかを、導通の停止に
よって検出することが可能となる。更に土留め壁体１に
は、その表面側に開口する薬液注入管７が設けられてい
てもよい。その場合、必要に応じて薬液注入管７を介
し、土質安定剤や封止剤などを、地盤側やトンネル到達
部位付近に注入することが可能となる。

【００１１】トンネル掘削に際して、本発明のトンネル
到達口封止用装置を設けた土留め壁体１に向かって、地
盤側からシールド式トンネル掘削機３が前進して来る
と、先ず安定化処理が施されていない地盤Ｅ内を掘進
し、土留め壁体１の裏面側に到達する。そしてトンネル
掘削機３は、土留め壁体１内の筒状環体２に向かってそ
のまま進入するが、このとき絶縁被覆電線５が順次に切
断されるから、土留め壁体１内のトンネル掘削機３の前
端位置が検出できることになる。こうして、筒状環体２
にシールド筒３ａが接触すると、まず筒状環体２の内側
に充填された材料と共にゴム層２ｂが削られ、同時に筒
状環体２とシールド筒３ａとの隙間にはゴム層２ｂによ
る柔軟な封止構造が形成されるから、水や土砂の流入が
防止されることになる。

【００１２】次いで、環状シール２ｃの中空部に、流体
注入管６を通じて加圧水や架橋性の液状ゴムなどを送り
込むと、破壊されていない環状シール２ｃが膨張してシ
ールド筒３ａの外面に圧着するので、更に筒状環体２と
シールド筒３ａとの間の封止が強化される。このとき地
盤内の水圧が高くて、薬液注入管７や封止体８に設けら
れた検知ノズル８ａなどからの漏水が認められたときに
は、薬液注入管７から逆に地盤固化用の薬剤などを注入
して、止水することもできる。

【００１３】こうして封止が充分であることを確認した
のちに封止体８を取り除き、土留め壁体１を表面側部分
から削り取るか、又はトンネル掘削機３を更に前進させ
て、トンネル掘削機３の前面を土留め壁体１の表面側に
露出させる。その後シールド筒３ａの内部から掘削用装
置などを分解して搬出し、更にシールド筒３ａと土留め
壁体１との結合を必要に応じて強化し、またコンクリー
トで封止するなどの方法で固定したうえ、トンネル４の
内壁と同様な覆工を施して、土留め壁体１とトンネル４
との接続を完成させる。

【００１４】

【発明の効果】本発明のトンネル到達口封止用装置は、
土留め壁体の背後の地盤に安定化処理を施すことなくし
て、安全にトンネル掘削機で土留め壁体内部まで直接に
掘削を進めることができ、しかも出水や土砂の流出を容
易に防止したうえ、土留め壁体へのトンネル到達口形成
作業を安全かつ簡単に実施できるばかりでなく、工事期
間の短縮が図れる効果がある。そして地盤安定化用の薬
剤が不要となることと相まって、工事費用を低減化でき
る効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトンネル到達口封止用装置を備えた土
留め壁体と掘進中のトンネルとの関係の説明図である。

【図２】本発明のトンネル到達口封止用装置に用いられ
る筒状環体の外観を示す斜視図である。

【図３】本発明のトンネル到達口封止用装置に用いられ
る筒状環体の一部を破断した側面図である。

【図４】本発明のトンネル到達口封止用装置を備えた土
留め壁体にトンネル掘削機が進入した状態の説明図であ
る。

【図５】従来技術による土留め壁体とトンネル到達部と
の接続方法の説明図である。

【符号の説明】

１ 土留め壁体 １ａ 鉄筋 １ｂ ステンレスファイバー ２ 筒状環体 ２ａ 補強層 ２ｂ ゴム層 ２ｃ 環状シール ２ｄ 貫通孔 ２ｅ フランジ部 ３ トンネル掘削機 ３ａ シールド筒 ４ トンネル ４ａ 覆工 ５ 絶縁被覆電線 ６ 流体注入管 ７ 薬液注入管 ８ 封止体 ８ａ 検知ノズル Ｅ 地盤 Ｇ 安定化地帯

フロントページの続き (72)発明者 栗原 和美 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側の補強層と内側のゴム層との積層体
   から形成されて、最小内径がトンネル径よりも充分に小
   さく且つ最大外径がトンネル径よりも充分に大きい筒状
   環体を土留め壁体内に埋設してなり、該環体のゴム層に
   膨張可能な中空の環状シール部を偏平状に周設すると共
   に、該シール部を前記土留め壁体の表側に設けた流体圧
   入装置と連通させたことを特徴とするトンネル到達口封
   止用装置。
2. 【請求項２】 環状シールの中空部が補強層に設けた通
   孔を介して流体圧入装置と連通してなる請求項１に記載
   のトンネル到達口封止用装置。