JPS5988598A - 地下構築物拡幅工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、／−ルド工事によって築造されるセグメント
構造物＋、既設構造物等地下構造物の所要部に拡大部分
を築造する為の拡幅工法に関する。

近年、市街地における電力通信の洞道、上下水道管路、
地下鉄、道路のトンネル化等、地下構築物は増加し、か
つその深度も大となる傾向にある。

これら地下構築物の多くがシールド工事によって築造さ
れているが、この場合には何れも管路の接合部や分岐部
、安全帯、機器設置帯等にあって掘進径以上の拡大部分
を局所に築造しなければならないことが多い。

このような拡大部分の築造は、地上から中間立坑を掘っ
て行なうのが一般的であるが、この方法では深度の増大
と共に施工が困難になる他、工事費も巨額となってしま
い、特に過密度の市街地では中間杭の用地確保や、それ
に伴なう振動〜騒音、周辺の地盤沈下問題等々、その対
策に苦慮しているのが現況である。

このような事情に鑑み、これまで既に第１図、第２図に
より示されている地下構築物の拡幅工法が提案されてい
る。

第１図に示した工法は、同図（イ）〜（ハ）の順序で進
められる。

即ち、拡大予定部ａのセグメントは堆υ外し可能なもの
を使用し、先ず拡大シールド機の組立部分を掘削するた
め、当該箇所の一次セグメントを取り外し、特殊掘削機
を使って改良地盤すを、（ハ）に示した如く拡幅に掘削
して拡幅掘削部ｃｆ影形成、回部Ｃに山留ジヤツキｄｉ
同図に）に示した如く配置した後、同図（ホ）（へ）に
示した如く上記拡大シールド機により拡大シールド掘進
し、掘進完了後、四ノールド機を解体して拡大部ｅを築
造する工法である。

第２図に示した工法は、セグメント切拡げ工法であって
、先ず同図（イ）に示した如く、−次覆工時に刃口セグ
メントｆを含む特殊セグメントｇ’に組込んでおき、次
いで、同図−）に示した如く刃口セグメントｆに泥水環
流装置を取付け、掘削機りを定位置にセントする。

次いで、同図ｅつに示した如く拡幅装置付カッターｉを
刃口セグメントｆに貫入し、泥水掘削をしながらボック
スフレームＪを所定の位置まで圧入していって拡幅する
。

この拡幅は１リング毎に行ない、反対側も同様ニ行なっ
て、最後にボックスフレームｊの１ｌｔｌ板を撤去し、
二次覆工ｋにより同図に）に示したような拡巾トンネル
を築造する。

しかしながら、上記工法によると次のような問題点があ
る。

前者工法によると、 ■　拡大シールド機組立エーリアは、地盤改良に頼り、
手掘りによらねばならない。

■　大型７−ルド機の場合、上記エーリアはかなり大き
いものにする必要があり、又組立が非常に困難となる。

■　拡大ノールド掘進時の既設セグメントの撤去が必要
となる。

■　拡大妻部の特殊セグメントが必要となる。

■　通常シールドと拡大シールドとの同時掘進が可能で
あっても、セグメント搬送に問題が残る。

又、後者工法によると、 ■　拡幅掘削機がおさ丑らない小口径−次掘削孔では実
施下ｂ」能である。

■　泥水圧作用に至る丑での補助工法が必要で、隔壁が
困難である。

■　特殊異形セグメントが必要。

■　拡幅部延長が長い場合は時間がか＼る。

■　拡幅部セグメントの止水性に難点がある。

そこで本発明は上述事情に鑑みて検討の結果新規な地下
構造物拡幅工法を（４１だもので、その目的とするとこ
ろは、シールド工事によるセグメント構造物並びに既設
構造物を簡単な設備を用いて簡単に拡幅でき、かつその
拡幅する長さ、方向、断面寸法を任意に選べるようにす
ることにある。

先ず本発明工法の原理を第３図（イ）〜（ホ）に基づい
て説明する。

図はシールド工事によって築造されるセグメント構造物
１での拡幅の場合を示したもので、当該構造物１におけ
る拡幅予定部２の周壁一部に、ピン構造の回転中ノしＯ
を持つ刃ロガードアエル３を回転自在に取付けておき、
該刃ロカートシｊ−＃　３　Ｋ　、ジヤツキ等にて構造
物１の図示しないセグメント等に反力をとって回転方向
の推進力を与えることにより当該刃口ガードシェル３を
地盤内に押し込み、これによって、刃口ガードシェル３
の長さを回転半径とする拡大部４を掘削するものである
０ つまり、セグメント構造物１の周壁に、一端を回転中ｒ
□として取付けられる刃口ガードシェル３が、回転力向
へ推進力を与えられて、地盤内に押し込まれることで、
拡大部４が掘削可能であるという論拠に基づくものであ
る。

従って半径Ｒであるシールド構造物１の周壁に回転中心
・０をとって長さ２Ｒの刃ロガートンエル３を取付け、
これに回転方向への推進力を与えることで同図（イ）に
示した如き半径２Ｒの偏芯した拡大部４が掘削ｎ］能と
なる。

上述と同様にして半径Ｒの７−ルド構造物にｒｌ及び凡
の回転半径をもつ刃ロガードアエル３を用いることで、
夫々同図（ロ）（ハ）に示した拡大部４を掘削すること
ができる。

又、当該構造物１に対して、回転半径Ｒの刃口ガードシ
ェルを用いて、順次繰返し拡幅することにより同図に）
に示したような任意の空間４ａを構築することもできる
。

更にまた並設した２つのシールド構造物１．１′に対し
て、その一方に回転半径Ｒを持つ刃口ガード／エルを取
付け、上述のように推進力を与えて拡幅すれば同図（ト
）中実線で示した如く両構造物１．１′を連通状態とす
ることができ、又回転半径ｒｆ持つ刃口ガードシェルを
用いれば−１中破線で示した如く両構造物１．１′間に
拡大部４を掘削することができる。

次に本発明工法を７−ルドエ事によるセグメント構造物
を示した一具体例に基づいて詳述するＯ 第４図、第５図に示したように、セグメント構造物１は
普通のセグメント２により組立てられるが、その拡幅予
定部分には、当該セグメン昌り１１６％セグメント５を
組立て５おくＯ この特殊セグメント６は、浮動セグメント５ａと、その
一端側にあって、該セグメント５ａの外側に配した刃ロ
ガートンエル６とからｌｖ１両者５ａ、６の一端がピン
構造７の回転中心Ｏをもって、シールド構造物１に回転
自在なるよう枢着されている。

この特殊セグメント６は、通常の場合一つまりシールド
構造物１をシールド工事によって築造する場合は、ボル
ト等にて普通のセグメン［・２に固定しておき、必要に
応じて取外しできるようにしておく。

又、施工状況に応じて上記浮動セグメン）５ａ及び刃口
ガード／エル６は、その大きさ、数を予め設定しておく
。

又、上記特殊セグメント５の取付け（こ際しては＼普通
のセグメント２と、浮動セグメント６１Ｌとの間に、刃
口セグメント６の刃口６ａに対応した寸法ヲ有する呼び
込み用のコの字形セグメント８を介在させておく。

尚、上記特殊セグメント５の組立ては一次捷工時に行な
う。

そこで拡幅掘削に際しては、シールド構造物１内の所定
位置に刃ロカードンエル押込機９を第８１仲）に示した
ようにセットし、反カジャノキ１０，１０’によって、
浮動セグメント５ａをサポータ１１にて支持することに
より、拡幅掘削準備を完了する。

次に上記押込機９の主ジヤツキ９′會刃ロガードシエル
６に連枢して、これに推進力を与え、第８図（ハ）に示
した如く外側へ押し出して地盤中に押し込む。

上百じ刃口ガード／エル６の押し込みは、排土を行なう
ことなく単に地盤に圧入するようにしてもよく、また第
９図の如く、送排泥設備１２ヲ用イ、ウォータージエン
トによる掘削、排土を行ないながら押し込むようにして
もよく、それ（ま状況に応じて任意に選定すればよい。

上述のように刃ロカードンエル６を所要回転角だけ押し
込んだ後、カードノニルＩ　Ｃ１１Ｓ図（−ウに示した
如く継ぎ足し、再び推進力を与えて押し込み以下これを
繰返して押し込むと、刃口カード７エル６は当初第８図
（イ）の位置にあったものが、回転中心Ｏを中心として
同図に）の位置まで回転変位し、シールド構造物１内に
戻り、押し込みが終了する。

従って、地盤は、上記刃ロガートンエル６の長さを回転
半径とした円弧状に拡幅掘削される。

刃ロガートンエル６の押し込み完了後、ガードシェル１
３・・・・・により防護された内側の土砂は、浮動セグ
メン）５ａ等を取ｖ外した後、取り除き、さらに二次覆
、ＩＨ１４を行なうことで同図０９に示す如くシールド
構造物１の一側に拡幅部分１５が築造される。

こ＼で、上記刃口ガードシェル６とシテハ、第６図、第
７図に示した如きコの字形状のもの、又は、第１１図、
第１２図に示した刃口ガードシェルが用いられる。

上ｄ己コの字形状刃口ガード／エルを用いると、上述の
ようにして当該刃ロガートンエル６の断面形状に地盤は
掘削されるものであり、従ってこれに継き足されるガー
ドシェル１３も同一形状のものが用いられるので、上述
のように刃口ガードシェル６の押し込み完了後にあって
、当該カートンエル１３・・・・・の内側の土砂１■除
くことになる。

これに対し第１１図に示す刃口ガード／エル６を用いる
と全断面にわたる掘削が可能となるのであり、従って当
該刃口６ａの断面形状は状況に応じて任意に選定使用す
ること＼なる。

更に、刃ロガートンエル６及びガード／エル１３・・・
・・には、既知の如く第６図、第１１図、第１２図に示
した如くウォータージェット用孔１６、送泥口１７、排
泥口１８が設けてあり、これに送排泥設備１２を第９図
に示す如く接続することで、ウォータージェットにより
掘削、排土を行ないながら刃ロカードノエル６　’ｅ　
押り込んで掘削し得る。

又１刃ロカード／エル６は第１０図に示したように複数
個隣接して押し込むようにしてもよく、このようにする
場合は側板６ｂ’を省くこともできる。

又、刃口ガードシェル６とガード／エル１３は、上述の
ように回転中上〇’に支点として回転させることで地盤
に押し込むのであるから、側面略扇形状に形成するのが
よい。

又、上記実施例では刃ロカードンエル６ｆ：、第４図、
第５図に示したように上側のみに枢層して−これを回動
させるようにしているが、刃ロガートノエル６．６を上
下対称にビン構造により枢支しておき、この両刃ロガー
ドシェル６．６を同時に押し込んで回動させ地中、で突
き合ゎせるようにしてもよく、また、第１３図につき後
述の如く、／−ルド構造物でなく他の構造物１ａにも導
入することが可能である。

また図示例では、刃ロカード７エル６ヲ第５図に示した
如く呼び込みセグメント８の位置からシールド構造物１
内へ進入するまで回動させるようにしているが、上記の
如きセグメント８を設けずに、刃ロガートンエル６をシ
ールド構造物１の外側に接する丑で回動させてもよい。

又、ガード／エル１３は適当な厚みを持たせ、内部にク
ラウド拐等を注入したり、ＰＣ鋼線によりテンションを
、かけるようにすることもｉｉＪ能゛である。

上記の第１３図は既設構造物１ａの拡幅を示しており、
この場合は、当該構造物１ａの拡幅予定部分に、前述の
刃ロガートンエル６を有する特殊セグメント６が枠体１
９′ｆ：介して組立てラレルト共に、枠体１９に刃ロカ
ードンエ／Ｌ、　押込機９を組付け、更に同構造物１ａ
には、刃口カートシェル６及びガード／エル１３の断面
形状、例えばコの字形状の切込み部２０’に破膜してお
く。

このようにした後、刃口ガードシェル６を上記切込み部
２０に位置合わせし、上記押込機９により地盤に押し込
み、所定量押し込んだ後、ガード／エル１３を継ぎ足し
、再び押し込み、この作業を繰返して刃口ガード／エル
６の刃口６ａが同構造物１ａに接した状態で押し込み全
完了するか、又は刃口６ａが接する部分を予め図示の如
く切欠２１しておく場合は、刃口６ａが切欠２１を貫通
する１で押し込んでから押し込みを完了する。

次いでカード７エル１３・・・・・の内側の土砂、並び
に当該構造物１ａの一部１ａ’ｉ取り除いて拡幅部を築
造する。

第１４図ないし第１８図は本兄明工法による拡幅施工応
用例を夫々示したもので、第１４図は、セグメント構造
物１としてのトンネルの左右両側に拡幅部分１５を築造
した地中ケーブル接続個所の拡幅例、第１５図は垂直に
構築した既設構造物１＆の底部−側に拡幅部分１６を築
造した下水通人孔の拡幅例、第１６図はセグメント構造
物１の一側に拡幅部分１６を築造した安全帯、機器設置
帯の拡幅例、第１７図はセグメント構造物１としてのパ
イロットトンネルの左右両側に拡幅部分を築造した複線
トンネル例、第１８図はセグメント構造物１としての本
トンネルに大径の偏ｌシ・拡幅部分１５を築造した地下
鉄道駅部拡幅例である。

以上説明したように本発明に係る地下構造物拡幅工法に
よれば、構造物１．１ａの拡幅予定部に刃口ガード／エ
ル６の一端をピン構造７０回転中心Ｏをもって枢支して
おき、上記刃ロガートンエル６全、ジヤツキ９′等にて
回転方向へ推進させて土中に押し込み、該刃ロガードア
エル６を所要量押し込んだ後、これにガード／エル１３
を継ぎ足し、再び推進力を与えて押し込み、以下これを
繰返して上記刃口ガードシェル６の回転範囲を拡幅掘削
するようにしたから、地上の諸条件による制約上受ける
ことなく拡幅築造できることはもとより、刃ロガービシ
エル６全幅方向に接続する数や、その組立て位置及び向
きや、その長さを適当に設定することによって拡幅する
長さや、方向及び断面寸法を任意に選定することができ
、又繰返しの拡幅工事により任意の大きな空間をも構築
できるだけでなく、土質、地下水圧に応じた掘削方法を
選ぶことができるので、あらゆる地層での拡幅施工が可
能であり、更に従来工法に比べて構造物１．１ａの掘削
断面が小さいので、ガード／エル１３・・・・・のまわ
りの土に対する影響が極めて少ないから、地盤改良工事
を施すことも極めて少ないか、又は不要となり、設備は
簡単で、かつ作業手順、操作も簡単であるため、短期に
、かつ廉価に拡幅の施工全行１５ことができる。

又、刃口ガードシェル６の回転支持点を構造Ｔｈ１ｓ１
ａにとれ＼ばよいから、シールド工事の何れにも拡幅施
工でき、又ガードシェルにテン／ヨシかがけられるので
、強度上も有利でらる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）〜（へ）、第２図（−１）〜に）は従来の
拡幅施工工法の具体例全夫々示した各工程断面図、第３
図（イ）〜（ホ）は本発明に係る地下構造物拡幅工法の
各種拡幅施工例を示した各原理図、第４図、第５図は同
工法における一具体例を夫々示したセグメント組立状態
の縦断側面図と半横断面図、第６図は同工法に用いられ
る刃口ガード／エルの一例を示した縦断面図、第７図は
第６図における■−■線矢視断面図、第８図（イ）〜（
ホ）は同工法におけるセグメント構造物拡幅施工例ｔ′
施工順に示した各横断面図、第９図は同工法の他の拡幅
施工工法示した縦断側面説明図、第１Ｏ図、第１１図、
第１２図は同工法に用いられる刃（」カードシェルの変
形例を夫々示した各斜視図、第１３図は同工法における
既設構造物拡幅施工例を示した縦断側面図、第１４図、
第１５図、第１６図、第１７図、第１８図は同工法にお
ける構造物拡幅施工応用例を夫々示した各断面図でらる
。 １．１ａ・・・・・構造物 ６−・・争・刃口ガードシェル ７−・・・・ピン構造 ９’＠＠＠借ジヤツキ 特許出願人 代理人　弁理士　　井　藤　　　誠 第　１ （イ）升 （ハ） （小） （ニ） （へ） ε 第２ （イ） （ハ） 図 （ニ） 第４図 第５図 第１４図 第ｔｂ図 １１６図 第１５　　図 ！１１７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１〕　　既設構造物並びｌこセグメント構造物の拡幅
   工法１ｃあって、上記構造物の拡幅予定部ｌこ刃口ガー
   ドシェルの一端をビン構造の回転中心をもって枢支して
   おき、上記刃ロガートンニル全ジャツキ等にて回転方向
   へ推進させて土中に押し込み、該刃口ガードシェルを所
   要量押し込んだ後、これＩこガードシェルを継キ足しＮ
   再び推進力を与えて押し込み、以下これを繰返して上記
   刃ロカ〜ドゾエルの（ロ）転範囲を拡幅掘削するように
   したことを特徴とする地下構築物拡幅工法。 （２）刃口ガードシェルを土中に圧入した後、ガード／
   エルに防護された内側の土砂を取り除くようにした特許
   請求の範囲第ｒ４記載の地下構築物拡幅工法。 （３）　　ウォータージェットにより掘削、排土しなが
   ら刃口ガードシェルを土中に押し込むようにした特許請
   求の範囲第１項記載の地下構築物拡幅工法。