TW201738454A - 大剖面地下空間的施工方法及外殼護罩推進基地 - Google Patents

Abstract

一種大剖面地下空間的施工方法及外殼護罩推進基地，該大剖面地下空間的施工方法係具有：在主線潛盾隧道(11)及匝道潛盾隧道(12)的周圍，沿著圓周方向E並互相隔出間隔地並行施工二條圓形剖面的圓周潛盾隧道(10A)、(10B)的工序；沿著圓周方向E並隔出間隔地施工用以連結相鄰的圓周潛盾隧道(10A)、(10B)彼此之間的複數個連絡坑道(102)的工序；以及將複數個圓周潛盾隧道(10A)、(10B)及複數個連絡坑道(102)作為地下推進基地(15)來掘進複數個外殼潛盾隧道(13)的工序。

Description

大剖面地下空間的施工方法及外殼護罩推進基地

本發明係關於一種大剖面地下空間的施工方法及外殼護罩推進基地。

本案係基於2016年3月15日於日本所提出申請的特願2016-051383號而主張優先權，且將該內容援用於此。

以往，在大剖面的公路隧道(road tunnel)等中，係在由基本設計潛盾隧道(basic design shield tunnel)所構成的主線潛盾隧道(main shield tunnel)和匝道潛盾隧道(ramp shield tunnel)之分支匯流部(branch confluence part)內，建構有大剖面地下空間。作為如此的大剖面地下空間的施工方法，例如，已知有一種如專利文獻1所示的方法，其在開挖地下並施工構成大剖面地下空間的地下空洞時，會在地下空洞的開挖預定位置之外側，事先以預定間隔排列有複數個頂部(roof)潛盾隧道的狀態下進行施工，藉此來建構藉由該等頂部潛盾隧道而包圍前述開挖預定位置的潛盾頂部矢板(shield roof forepoling)的方法。

又，在專利文獻1中，已有記載以下的工法，該工法係在施工地下空間時，會在該地下空間的開挖預定位置之外側施工複數個外殼潛盾隧道，以建構包含前述開挖預定位置的潛盾頂部矢板的方法，複數個外殼潛盾隧道係事先使用沿著既設隧道之外周而設置的地下推進基地來使外殼潛盾機(outer-shell shield machine)推進。

然後，作為如此的外殼潛盾機之地下推進基地，在專利文獻2中，亦已有記載如下：施工沿著以與既設隧道之隧道中心軸平行的方向作為中心軸的圓周方向而延伸的矩形剖面之圓周(circular)潛盾隧道，且將該圓周潛盾隧道作為地下推進基地。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特許第4958035號公報。

專利文獻2：日本特開2014-43738號公報。

然而，在以往的大剖面地下空間的施工方法中，會有如下的問題。

亦即，難以進行使矩形剖面之潛盾開挖機沿著圓周方向掘進於用以使外殼潛盾機推進的地下推進基地的施工， 且恐有花費成本之虞。

又，由於所施工後的地下推進基地係成為矩形剖面，所以相對於藉由從周圍承受的土壓與水壓所引起的外力在結構上會造成不穩定，而在該問題點上存在改善的餘地。

可是，在用以開挖主線潛盾隧道的主線潛盾機通過之前(主線潛盾隧道完成之前)使外殼潛盾機從既設的匝道潛盾隧道開始推進，且施工複數個外殼潛盾隧道的情況下，係需要將未施工的主線潛盾隧道和既設的匝道潛盾隧道之雙方包圍作為一體的大徑環狀之外殼護罩推進基地。

如上面所述般，上述的專利文獻2係一種以下的方法：為了在公路隧道的分支匯流部之外側周圍使複數個外殼潛盾隧道先行施工，而從已將主線潛盾隧道之一部分予以切寬的圓周潛盾推進基地，藉由圓周潛盾機沿著主線潛盾隧道之外周面往圓周方向開挖，藉此來施工環狀的外殼護罩推進基地。因此，難以將該專利文獻1的方法，直接應用於從上述的匝道潛盾隧道施工外殼潛盾隧道的方法中。

又，在推進基地中係需要某種程度的深度，且作為大徑環狀的外殼潛盾推進基地，雖然從空間之有效利用的觀點來看，較佳是矩形剖面，但是矩形的潛盾係相對於藉由從周圍承受的土壓與水壓所引起的外力在結構上會造成不穩定，且亦有施工不易的問題，而雖然圓形剖面的潛盾較 易施工且結構上亦較為穩定，但是在已施工必要直徑之圓形潛盾的情況下，則會在外殼潛盾機的上下產生較大的不要空間。

更且，雖然在用圓周潛盾機來施工大徑環狀的外殼護罩推進基地時，係需要使圓周潛盾機推進的圓周潛盾推進基地，但是要從地上對之施工則有用地上的限制而不易施行。即便可以從地上施工，仍有必要從地上開挖大深度的豎井(vertical shaft)，且恐有使施工規模變成為大規模之虞。因此，被要求一種可以用非開挖來施工之小型化且合理的結構的圓周潛盾推進基地。

本發明係有鑑於上述所開發完成，目的在於提供一種大剖面地下空間的施工方法及外殼護罩推進基地，其可以抑制規模的增大，且可以用低成本且結構穩定的小型化來施工合理的地下推進基地結構。

本發明係為了解決上述課題並達成該目的而採用了以下的態樣。

(1)本發明之一態樣的大剖面地下空間的施工方法係在開挖地下並將構成二條基本設計潛盾隧道之分支匯流部的地下擴寬部進行施工時，於該地下擴寬部的開挖預定位置之外側，事先將複數個外殼潛盾隧道在已排列於隧道圓周方向的狀態下進行施工，藉此來建構藉由該複數個外殼 潛盾隧道而包圍前述開挖預定位置的外殼襯砌體(lining body)，且開挖該外殼襯砌體的內側，該大剖面地下空間的施工方法係具有：在二條基本設計潛盾隧道的周圍，沿著以與一方的前述基本設計潛盾隧道之隧道軸向平行的方向作為中心軸的圓周方向，將複數個圓形剖面的圓周潛盾隧道互相隔出間隔地並行施工的工序；沿著前述圓周方向並隔出間隔地施工用以連結相鄰的前述圓周潛盾隧道彼此之間的複數個連絡坑道的工序；以及將前述複數個圓周潛盾隧道及前述複數個連絡坑道作為地下推進基地來掘進前述複數個外殼潛盾隧道的工序。

在此情況下，就可以在藉由複數個外殼潛盾隧道來建構外殼襯砌體時，將藉由用複數個連絡坑道來連結沿著圓周方向而延伸的複數個圓形剖面之圓周潛盾隧道所形成的部分，作為外殼潛盾隧道之地下推進基地來使用。圓周潛盾隧道係可以藉由使一般的圓形剖面之潛盾開挖機沿著圓周方向而掘進來進行施工，又可以藉由將圓周潛盾隧道彼此沿著水平方向開挖而連結來確保作為外殼潛盾隧道之推進基地的必要空間。從而，與使用如習知的矩形剖面之潛盾開挖機的情況相較還能使施工變得簡單，且可以謀求成本的減低。

又，在此情況下，圓周潛盾隧道為結構穩定的圓形剖面，且即便對地基的土壓與水壓而言在結構上仍是有利的，例如比矩形剖面還能夠將環片(segment)的厚度抑制得 較小，且可以減低成本。

(2)如上述(1)所記載之大剖面地下空間的施工方法，其中亦可具有：在前述二條基本設計潛盾隧道中之一方的基本設計潛盾隧道之一部分的周圍形成地基改良部的工序；以及在前述地基改良部中建構用以使前述圓周潛盾隧道推進的圓周潛盾隧道推進坑道的工序。

在此情況下，可以使用一方的基本設計潛盾隧道來建構圓周潛盾隧道推進坑道，且從該圓周潛盾隧道推進坑道使圓周潛盾機沿著圓周方向掘進以設置圓周潛盾隧道。為此，由於不需要藉由從地上開挖豎井來施工圓周潛盾隧道推進坑道之大規模的施工，且亦成為不受地上之用地限制的施工，所以可以謀求工程費用或工期的減低。

(3)如上述(1)或(2)所記載之大剖面地下空間的施工方法，其中亦可在並行施工二條前述圓周潛盾隧道並設置有前述複數個連絡坑道之後，將一方的圓周潛盾隧道作為外殼潛盾隧道推進坑道，將另一方的圓周潛盾隧道作為資材搬入坑道。

在此情況下，藉由獨立設置推進坑道和資材搬入坑道，且用連絡坑道來連結，就可以構成對彼此的作業影響較少且不必要之空間較少的外殼潛盾隧道之推進基地，且 可以謀求作業的效率化或成本的削減。

(4)如上述(1)至(3)中任一項所記載之大剖面地下空間的施工方法，其中亦可具有：將前述複數個外殼潛盾隧道彼此連結於前述圓周方向以形成前述外殼襯砌體的工序；在藉由前述圓周潛盾隧道所包圍的內側設置第一投料壁(gable wall)的工序；在前述外殼潛盾隧道的到達部設置第二投料壁的工序；以及開挖藉由前述外殼襯砌體、前述第一投料壁及前述第二投料壁所包圍的內側的工序。

依據上面所述的大剖面地下空間的施工方法，由於可以在結構穩定的圓周潛盾隧道之內側的區域設置第一投料壁，所以第一投料壁本身亦可以在在結構上優異的狀態下建構。為此，可以在結構穩定的狀態之空間進行藉由外殼襯砌體、第一投料壁及第二投料壁所包圍的內側之開挖作業。

(5)如上述(4)所記載之大剖面地下空間的施工方法，其中前述地基改良部亦可用從前述一方的基本設計潛盾隧道朝向外方推進的改良用掘進機所施工。

在此情況下，藉由使用從基本設計潛盾隧道朝向外方推進的改良用掘進機，就可以在作為圓周潛盾隧道推進坑道所需的所期望區域效率佳地施工地基改良部。

(6)本發明之另一態樣的外殼護罩推進基地係用於大剖面地下空間的施工方法中，該大剖面地下空間的施工方法係在開挖地下並將構成二條基本設計潛盾隧道之分支匯流部的地下擴寬部進行施工時，於該地下擴寬部的開挖預定位置之外側，事先將複數個外殼潛盾隧道在已排列於隧道圓周方向的狀態下進行施工，藉此來建構藉由該些外殼潛盾隧道而包圍前述開挖預定位置的外殼襯砌體，且開挖該外殼襯砌體的內側；在二條基本設計潛盾隧道的周圍，沿著以與一方的前述基本設計潛盾隧道之隧道軸向平行的方向作為中心軸的圓周方向，互相隔出間隔地並行設置有複數個圓形剖面的圓周潛盾隧道；沿著前述圓周方向並隔出間隔地設置有用以連結相鄰的前述圓周潛盾隧道彼此之間的複數個連絡坑道；將前述複數個圓周潛盾隧道及前述複數個連絡坑道，作為用以開挖前述複數個外殼潛盾隧道的外殼潛盾機之地下推進基地。

在此情況下，就可以在藉由複數個外殼潛盾隧道來建構外殼襯砌體時，將藉由用複數個連絡坑道來連結沿著圓周方向而延伸的複數個圓形剖面之圓周潛盾隧道所形成的部分，作為外殼潛盾隧道之地下推進基地來使用。圓周潛盾隧道係可以藉由使一般的圓形剖面之潛盾開挖機沿著圓周方向而掘進來進行施工，又可以藉由將圓周潛盾隧道彼此沿著水平方向開挖而連結來確保作為外殼潛盾隧道之推 進基地的必要空間。從而，與使用如習知的矩形剖面之潛盾開挖機的情況相較還能使施工變得簡單，且可以謀求成本的減低。

又，在此情況下，圓周潛盾隧道為結構穩定的圓形剖面，且即便對地基的土壓與水壓而言在結構上仍是有利的，例如比矩形剖面還能夠將環片的厚度抑制得較小，且可以減低成本。

(7)如上述(6)所記載之外殼護罩推進基地，其中前述外殼潛盾機之推進部分的壁面亦可由能夠用該外殼潛盾機所切削的材料所構成。

在此情況下，事先藉由能夠切削的材料來構成外殼潛盾機的推進部分之壁面，藉此就可以用配置於圓周潛盾隧道之預定地推進位置的外殼潛盾機一邊以外殼潛盾機的切削刀具來切削推進部分的壁面一邊推進。

依據本發明之各態樣的大剖面地下空間的施工方法及外殼護罩推進基地，可以抑制規模的增大，且可以用低成本且結構穩定的小型化來施工合理的地下推進基地結構。

1‧‧‧地下擴寬部

1A‧‧‧外殼襯砌體

2‧‧‧急彎曲線潛盾開挖機

2A‧‧‧潛盾機本體

3‧‧‧刀具頭部

4‧‧‧環片搬運供給台車

10、10A、10B‧‧‧圓周潛盾隧道

10a‧‧‧曲線內周

10b‧‧‧曲線外周

11‧‧‧主線潛盾隧道(基本設計潛盾隧道)

12‧‧‧匝道潛盾隧道(基本設計潛盾隧道)

13‧‧‧外殼潛盾隧道

14‧‧‧外殼潛盾機

15‧‧‧地下推進基地(外殼潛盾推進基地)

16‧‧‧推進機(改良用掘進機)

17‧‧‧第一投料壁

18‧‧‧第二投料壁

20‧‧‧殼板

20A‧‧‧前胴部

20a‧‧‧盾尾密封

20B‧‧‧後胴部

21‧‧‧隔壁

21A‧‧‧外周隔壁

21a‧‧‧內周部

21B‧‧‧內周隔壁

22‧‧‧刀具環

23‧‧‧本體環

24‧‧‧推進千斤頂

25‧‧‧拼裝機裝置

26‧‧‧刀具驅動馬達

26a‧‧‧旋轉軸

27‧‧‧迴旋軸部

28‧‧‧迴旋框架

31‧‧‧中心刀具

32‧‧‧輻條

33‧‧‧仿形刀具

34‧‧‧旋轉接頭

100‧‧‧凍土壁(地基改良部)

101‧‧‧圓周潛盾隧道推進坑道

102‧‧‧連絡坑道

103‧‧‧環片

104‧‧‧凍結管

105‧‧‧凍結管

151‧‧‧壁面

211‧‧‧可動滑板

211a‧‧‧突出端面

251‧‧‧夾持裝置

251a‧‧‧夾持部

254‧‧‧上下壓力缸

E‧‧‧圓周方向

F‧‧‧隧道圓周方向

O‧‧‧隧道中心軸

O1‧‧‧第一中心軸

O2‧‧‧第二中心軸

R‧‧‧空間

S‧‧‧間隙

X‧‧‧隧道軸向

圖1係顯示本發明之實施形態的地下擴寬部之施工狀 態的俯視圖。

圖2係顯示圖1所示的地下擴寬部之施工狀態的立體圖。

圖3係顯示圓周潛盾隧道之施工狀態的立體圖，且為第一圓周潛盾隧道之內部可視化的示意圖。

圖4係從顯示圓周潛盾隧道之施工狀態的隧道軸向所觀察的剖視圖。

圖5係圖1所示的A-A線剖視圖。

圖6係藉由地下推進基地中的連結部來連結圓周潛盾隧道彼此後的部分之剖視圖。

圖7係顯示急彎曲線潛盾開挖機之構成的側視圖。

圖8係從上方觀察員周潛盾隧道推進坑道之施工狀態的俯視圖。

圖9A係顯示地下擴寬部之施工順序的示意圖。

圖9B係顯示接續於圖9A的地下擴寬部之施工順序的示意圖。

圖10A係顯示接續於圖9B的地下擴寬部之施工順序的示意圖。

圖10B係顯示接續於圖10A的地下擴寬部之施工順序的示意圖。

圖11A係顯示接續於圖10B的地下擴寬部之施工順序的示意圖。

圖11B係顯示接續於圖11A的地下擴寬部之施工順序的示意圖。

圖12A係顯示接續於圖11B的地下擴寬部之施工順序的示意圖。

圖12B係顯示接續於圖12A的地下擴寬部之施工順序的示意圖。

以下，基於圖式來說明本發明之實施形態的大剖面地下空間的施工方法及外殼護罩推進基地。

如圖1及圖2所示，本實施形態的大剖面地下空間的施工方法係應用於以下的施工：例如是在公路隧道中，在匝道潛盾隧道12(基本設計潛盾隧道)相對於已事先施工於地下的主線潛盾隧道11(基本設計潛盾隧道)進行匯流、分支的部位建構地下擴寬部1。

在本實施形態中，係使相對於主線潛盾隧道11而進行匯流、分支的匝道潛盾隧道12比主線潛盾隧道11還先行施工，且在已將此等主線潛盾隧道11及匝道潛盾隧道12之外側的複數個外殼潛盾隧道13、13、…，排列於以與主線潛盾隧道11之隧道軸向X平行的方向作為中心軸的圓周方向E的狀態下進行施工，藉此來建構藉由該等外殼潛盾隧道13而包圍開挖預定位置的外殼襯砌體1A，進而施工主線潛盾隧道11。換句話說，地下擴寬部1係藉由開挖用以包圍主線潛盾隧道11及匝道潛盾隧道12的外殼襯砌 體1A之內側所建構。

外殼潛盾隧道13係藉由使外殼潛盾機14掘進所施工。

再者，在本實施形態中，主線潛盾隧道11及匝道潛盾隧道12係藉由週知的潛盾工法所施工。

如圖3至圖5所示，外殼潛盾機14係從在主線潛盾隧道11及匝道潛盾隧道12之外側沿著圓周方向E形成為環狀的地下推進基地15(外殼潛盾推進基地)開始掘進。

如圖1所示，外殼潛盾隧道13係藉由使外殼潛盾機14掘進至預定之到達位置為止所施工。

如圖6所示，地下推進基地15係藉由以下的構件所構成：二條圓形剖面的圓周潛盾隧道10(10A、10B)，其使用急彎曲線潛盾開挖機2所施工；以及複數個連絡坑道102，用以將此等圓周潛盾隧道10A、10B彼此連接於隧道軸向X。再者，一方的第一圓周潛盾隧道10A之外徑係設定成外殼潛盾機14所能夠推進的尺寸(參照圖5)。再者，雖然另一方的第一圓周潛盾隧道10B之外徑，只要是適於資材搬運的直徑尺寸即可，但是在本實施形態中係設為與第一圓周潛盾隧道10A相同直徑。

如圖2所示，雖然地下推進基地15中之位於第一圓周潛盾隧道10A的外殼潛盾機14之推進部分的壁面151(開挖面)係在施工時藉由環片(segment)103而形成有外壁，但 是在適當的時機(timing)則與一般的潛盾工法同樣事先藉由能夠用切削刀具切削之例如含碳纖維的混泥土(concrete)等的材料所施工。再者，亦能夠使用組入有由能夠用切削刀具切削之材料所構成的壁面151的環片103。

在此，如圖2所示，急彎曲線潛盾開挖機2係用以在開挖使外殼潛盾機14推進之構成地下推進基地15的圓周潛盾隧道10時所使用，且在開挖面具備刀具並以描繪隧道線形為一定之曲線的方式掘進。然後，在急彎曲線潛盾開挖機2的後方係使被組裝成筒狀的環片103(圖3)沿著隧道掘進方向而連結，且使圓周潛盾隧道10依順序延長所建構。

又，圖7係顯示急彎曲線潛盾開挖機2的詳細構成，且為將急彎曲線潛盾開挖機2及圓周潛盾隧道10中的曲線內周10a設為圖7的紙面下側，將曲線外周10b設為紙面上側的側視圖。

急彎曲線潛盾開挖機2係使推進千斤頂(jack)24的伸縮行程(extending stroke)配合隧道線形(圓周潛盾隧道10的線形)而設定成偏靠曲線外周10b的伸縮行程比偏靠曲線內周10a的伸縮行程更長，且成為殼板(skin plate)20配合隧道線形而屈曲成對折的構成。藉由設為如此構成的潛盾開挖機，則即便是急彎曲線的隧道線形仍可以使殼板20不接觸開挖後的圍岩地掘進。

急彎曲線隧道開挖機2係具備：潛盾機本體2A，其具有形成外殼的圓筒狀之殼板20；以及刀具頭部(cutter head)3，其設置於潛盾機本體2A的前側且具有複數個刀頭(cutter bit)。再者，雖然未特別圖示，但是在本實施形態的急彎曲線潛盾開挖機2中，係在適當的位置配設有排泥管等的排土機構、或將加泥劑注入於刀具頭部3內之腔室(chamber)的機構等。

在此，將通過圓周潛盾隧道10(10A、10B)之各自剖面中心的中心軸線稱為隧道中心軸O，將通過刀具頭部3之中心的中心軸線稱為第一中心軸O1，將通過潛盾機本體2A之中心的中心軸線稱為第二中心軸O2，而第一中心軸O1和第二中心軸O2係以預定的傾斜角交叉。將沿著隧道中心軸O的方向稱為前後方向，且沿著前後方向，將開挖面側稱為前側、前方，將其相反側(推進側)稱為後側、後方。又，在從前後方向所觀察的俯視中，將正交於前後方向的方向稱為隧道徑向，將環繞於前後方向的方向稱為隧道圓周方向F。

潛盾機本體2A係具備：筒狀之前述殼板20，其使前胴部20A相對於後胴部20B以預定之傾斜角曲折；隔壁21，其在殼板20之前方與開挖面構成用以隔離潛盾機內部的區劃壁；刀具環(cutter ring)22，其設置於隔壁21；環狀 之本體環23，其設置於殼板20之長度方向的中間且配置於隔壁21之後方；複數個推進千斤頂24，其沿著隧道圓周方向隔出間隔地設置於本體環23；以及拼裝機裝置(erector device)25，其透過迴旋軸部27而設置於本體環23的隧道徑向之中心部。

在殼板20之後部內周側係遍及於全周地設置有用以密封與所組裝後的環片103之外周面之間隙S的盾尾密封(tail seal)20a。隔壁21係由以下的構件所構成：外周隔壁21A，其在隧道徑向之外周形成為環狀；以及內周隔壁21B，其在外周隔壁21A的隧道徑向之內側隔著刀具環22而形成為圓盤狀；而外周隔壁21A和內周隔壁21B則分別在第一中心軸O1設置成同軸。在內周隔壁21B的隧道徑向之中心係固定有刀具頭部3的中心刀具(center cutter)31。

刀具環22係與內周隔壁21B配置成同軸，且使形成於外周面的環齒(ring gear)嚙合於複數個刀具驅動馬達26之各自的旋轉軸26a並設置成能夠旋轉，該複數個刀具驅動馬達26係以沿著隧道圓周方向F隔出間隔地配置於外周隔壁21A之內周部21a。

在外周隔壁21A中的曲線外周10b之部分係設置有能夠朝向隧道徑向之外側突出的可動滑板(movable sled)211。該可動滑板211係使突出端面211a突出並按壓於圍岩，藉此急彎曲線潛盾開挖機2就可以使欲轉向曲線 之外側之力的反作用力一邊作用於圍岩一邊掘進。

刀具頭部3係具備：中心刀具31；以及複數個輻條(spoke)32，其從中心刀具31朝向隧道徑向延伸成輻射狀；而第一中心軸O1則相對於本體環23的第二中心軸O2朝向曲線內周10a傾斜。在複數個輻條32中之一部分係裝備有能夠從輻條前端朝向徑向出沒的仿形刀具(copy cutter)33。然後，在中心刀具31之後端係設置有由刀具環22所支撐的旋轉接頭(rotary joint)34。

然後，推進千斤頂24係設定為曲線內周10a側的伸長行程成為比曲線外周10b側的伸長行程更短。

又，在本體環23係設置有：旋轉軸部27，其朝向後方延伸於隧道徑向的中心部；以及迴旋框架28，其配置於迴旋軸部27之後端側且沿著隧道圓周方向F旋轉。然後，拼裝機裝置25係由迴旋框架28所支撐。

拼裝機裝置25係具備：夾持裝置251，其具有裝卸自如地夾持環片103的夾持部251a；上下壓力缸254，用以使夾持裝置251上下移動；以及滑動千斤頂(slide jack)(省略圖示)，用以使夾持裝置251沿著前後方向滑動。

又，在本實施形態中，如圖4所示，在施工圓周潛盾隧道10時，係可使用環片搬運供給台車4，該環片搬運供給台車4係在裝載有複數個環片單片(segment piece)的狀態 下從圓周潛盾隧道10之推進側行駛於該圓周潛盾隧道10內的軌道上，並逐次單片地供給至上面所述的急彎曲線潛盾開挖機2之拼裝機裝置25。環片搬運供給台車4係能夠使已裝載的環片103進入拼裝機裝置25與隧道內周面之間。

其次，基於圖式來具體說明上面所述的地下擴寬部1的施工方法。

如圖1及圖2所示，本實施形態的地下擴寬部1的施工方法係具有：在主線潛盾隧道11及匝道潛盾隧道12的周圍，沿著圓周方向E將二條圓周潛盾隧道10A、10B互相隔出間隔地並行施工的工序；沿著圓周方向E並隔出間隔地施工用以連結相鄰的二條圓周潛盾隧道10A、10B彼此之間的複數個連絡坑道102、102、…的工序；以及將二條圓周潛盾隧道10A、10B及複數個連絡坑道102作為地下推進基地15來掘進複數個外殼潛盾隧道13、13、…的工序。

在本施工方法中，係在地下擴寬部1的開挖預定位置中，施工相對於主線潛盾隧道11而進行匯流、分支的匝道潛盾隧道12。

首先，如圖8及圖9A所示，在匝道潛盾隧道12之一部分設置二條圓周潛盾隧道10A、10B之推進基地(以下，稱為「圓周潛盾隧道推進坑道101」)。然後，正當施工圓 周潛盾隧道推進坑道101時，將該圓周潛盾隧道推進坑道101的施工區域之周圍的地基藉由凍結工法進行形成凍土壁100(地基改良部)的地基改良。

如圖8所示，此時的凍結工法係從匝道潛盾隧道12朝向該匝道潛盾隧道12之徑向的外側藉由推進工法使圓形剖面之推進機16(改良用掘進機)掘進，且此時從該推進機16將複數個凍結管104配設成輻射狀並設置凍土壁100。又，按照需要亦從匝道潛盾隧道開始設置凍結管。之後，藉由傳統工法來開挖該凍土壁100之內側的地基，藉此建構具有大致長方箱型之區域的圓周潛盾隧道推進坑道101。然後，將推進機16與圓周潛盾隧道推進坑道101之開挖一起撤去。

又，如圖8所示，亦可按照需要亦從匝道潛盾隧道12起在前述施工區域之周圍的地基配設凍結管105以進行地基改良(參照圖2)。

再者，由推進機16或匝道潛盾隧道12所施工的地基改良，並非被限定於上面所述的凍結工法，而是亦能夠採用藉由例如從推進機16之後方朝向目的地的改良區域安置注入管，且注入藥液所為的藥液灌漿(chemical grouting)等其他的地基改良。

如圖1及圖2所示，圓周潛盾隧道推進坑道101的大小係設定成掘進二條圓周潛盾隧道10A、10B之各個的急 彎曲線開挖機2能夠隔出預定之間隔而配置的大小。

其次，在圓周潛盾隧道推進坑道101內，組裝急彎曲線潛盾開挖機2，並且亦設置承受反作用力或掘進所需的後續設備等以進行推進的準備。再者，在本實施形態中，係先施工第二圓周潛盾隧道10B。然後，在圓周潛盾隧道推進坑道101所安置的急彎曲線潛盾開挖機2係以圖7所示的刀具頭部3之第一中心軸O1一致於圓周潛盾隧道10之中心軸線O的方式所設置。

其次，如圖1、圖2、圖4、圖9B及圖10A所示，使急彎曲線潛盾開挖機2推進，且與習知的潛盾工法同樣開挖並且組裝環片103，並依序地重複將回填材料(backfill material)注入該環片103與圍岩之間的作業，且使主線潛盾隧道11及匝道潛盾隧道12之外側沿著圓周方向E掘進並再次到達圓周潛盾隧道推進坑道101，藉此就可以建構圓周潛盾隧道10。

如此，設置有第一條的第二圓周潛盾隧道10B，且以沿著該施工後的第二圓周潛盾隧道10B的方式藉由同樣的順序來施工第二條的第一圓周潛盾隧道10A。

其次，如圖6及圖10B所示，在將二條圓周潛盾隧道10A、10B彼此之間藉由凍結工法或藥液注入工法等進行地基改良之後，藉由開挖第一圓周潛盾隧道10A及第二圓周 潛盾隧道10B彼此之間後的連絡坑道102來連接。連絡坑道102係對應外殼潛盾機14的推進位置所設置，且在圓周方向E隔出間隔地配設有複數個。藉此，能藉由二條圓周潛盾隧道10A、10B和複數個連絡坑道102、102、…來完成地下推進基地15。

再者，如圖6所示，由於地下推進基地15係使各個連絡坑道102通至二條圓周潛盾隧道10A、10B的內部，所以具有沿著隧道軸向E而連通成直線狀的空間R。使用該空間R，就能利用作為外殼潛盾機14(參照圖5)的推進基地。在本實施形態的情況下，第一圓周潛盾隧道10A成為外殼潛盾機14的推進部，第二圓周潛盾隧道10B成為資材搬入部。為此，第一圓周潛盾隧道10A係設為可以將已完成的外殼潛盾機14搬入且推進的大小。又，地下推進基地15中的外殼潛盾機14之推進部分的壁面(開挖面)係事先藉由能夠用刀具來切削的材料所施工。

在施工地下推進基地15之後，如圖5所示，透過匝道潛盾隧道12將複數個外殼潛盾機14搬入於地下推進基地15，並如圖1、圖2及圖11A所示，沿著圓周方向E以預定的間隔所配置，且使其逐次一台掘進或複數台同時掘進，藉此來施工複數個外殼潛盾隧道13。然後，開挖下來的土砂係透過地下推進基地15而送入於匝道潛盾隧道12內並往外部搬出，而對於掘進所需要的環片等之資材類則是從匝道潛盾隧道12內部透過地下推進基地15而搬入於 外殼潛盾隧道13內。

其次，如圖2、圖5及圖11B所示，全部的外殼潛盾機14會推進，且在主線潛盾隧道11通過第一圓周潛盾隧道10A的位置之後，在藉由第一圓周潛盾隧道10A所包圍的內側設置例如鋼筋混凝土製造的第一投料壁17。具體而言，將第一周圍潛盾隧道10A的周圍(至少第一周圍潛盾隧道10A的內側部分)進行地基改良，且藉由從第一圓周潛盾隧道10A、主線潛盾隧道11及匝道潛盾隧道12中之至少一個進出(access)來建構第一投料壁17。

之後，如圖11B所示，在全部的外殼潛盾機14到達預定的地下到達部之後，在地下到達部中將外殼潛盾機14以留下其殼板的狀態下予以解體並回收。

接著，如圖12A所示，在地下到達部中設置例如鋼筋混凝土製造的第二投料壁18。具體而言，將主線潛盾隧道11的周圍進行地基改良，且藉由從主線潛盾隧道11之一部分進出而在與複數個外殼潛盾隧道13所到達的地下到達部之間建構第二投料壁18。

再者，第一投料壁17及第二投料壁18，並未被限定於鋼筋混凝土製造，亦可為藉由例如凍結工法或藥液注入法等所形成的地基改良壁。

然後，將在圓周方向E相鄰的外殼潛盾隧道13、13 彼此之間藉由凍結工法或藥液注入工法等進行地基改良之後，藉由連接作為明挖結構體(open-cut structure body)來謀求一體化，藉此來建構具有支撐功能及止水功能的外殼襯砌體1A。

其次，如圖12B所示，開挖藉由外殼襯砌體1A、第一投料壁17及第二投料壁18所包圍的內側。此時，將位於外殼襯砌體1A之內側的主線潛盾隧道11及匝道潛盾隧道12的環片予以解體、撤去，而形成地下擴寬部1。

其次，基於圖式而詳細地說明上面所述的大剖面地下空間的施工方法及外殼護罩推進基地之作用。

如圖1及圖2所示，在本實施形態中，係可以在藉由複數個外殼潛盾隧道13、13、…來建構外殼襯砌體1A時，將藉由用複數個連絡坑道102來連結沿著圓周方向E而延伸的二條圓周潛盾隧道10A、10B所形成的部分，作為外殼潛盾隧道13之地下推進基地15來使用。圓周潛盾隧道10A、10B係可以藉由使一般的圓形剖面之急彎曲線潛盾開挖機2沿著圓周方向E而掘進來進行施工，又可以藉由將圓周潛盾隧道10A、10B彼此沿著水平方向開挖而連結來確保作為外殼潛盾隧道13之推進基地的必要空間。

從而，與使用如習知的矩形剖面之潛盾開挖機的情況相較還能使施工變得簡單，且可以謀求成本的減低。

又，在本實施形態中，圓周潛盾隧道10為結構穩定的圓形剖面，且即便對地基的土壓與水壓而言在結構上仍是有利的，例如能夠將環片的厚度抑制得較小，且可以減低成本。

又，在本實施形態中，係可以使用匝道潛盾隧道12來建構圓周潛盾隧道推進坑道101，且從該圓周潛盾隧道推進坑道101使圓周潛盾機沿著圓周方向E掘進以設置圓周潛盾隧道10。為此，由於不需要從地上開挖豎井來施工圓周潛盾隧道推進坑道101之大規模的施工，且亦成為不受地上之用地限制的施工，所以可以謀求工程費用或工期的減低。

更且，在本實施形態中，係分別獨立設置第一圓周潛盾隧道10A的外殼潛盾隧道推進坑道和第二圓周潛盾隧道10B的資材搬入坑道，且用連絡坑道108來連結，藉此就可以構成對彼此的作業影響較少且不必要之空間較少的外殼潛盾隧道13之推進基地，且可以謀求作業的效率化或成本的削減。

又，在本實施形態中，由於可以在結構穩定的第一圓周潛盾隧道10A之內側的區域設置第一投料壁17，所以第一投料壁17本身亦可以在結構優異的狀態下建構。為此，可以在結構穩定的狀態之空間進行藉由外殼襯砌體、第一 投料壁17及第二投料壁18所包圍的內側之開挖作業。

又，在本實施形態中，由於圓周潛盾隧道10為圓形剖面，所以開挖機亦只要設置平常的急彎曲線潛盾開挖機2所能夠推進的空間即可，故而可以在由匝道潛盾隧道12所形成的凍土壁100中建構圓周潛盾隧道推進坑道101。

而且，在此情況下，如圖8所示，藉由使用從匝道潛盾隧道12朝向外方推進的推進機16，就可以在作為圓周潛盾隧道推進坑道101所需的所期望區域效率佳地施工凍土壁100。

如上述般，在本實施形態的大剖面地下空間的施工方法及外殼護罩推進基地中，係可以抑制規模的增大，且可以用低成本且結構穩定的小型化來施工合理的地下推進基地結構。

以上，雖然已針對本發明的大剖面地下空間的施工方法及外殼護罩推進基地之實施形態加以說明，但是本發明並非被限定於上述的實施形態，而是能夠在未脫離其趣旨的範圍內做適當變更。

例如，在本實施形態中，雖然是將匝道潛盾隧道12先行，且在該匝道潛盾隧道12之後才使主線潛盾隧道11到達分支匯流部的施工作為對象，但是並未被限定於如此的施工。例如，即便是在主線潛盾隧道11先行，且在該主 線潛盾隧道11之後才使匝道潛盾隧道12到達分支匯流部的情況下，若主線潛盾隧道1尚在掘進中，則只要如上面所述的專利文獻2(日本特開2014-43738號公報)般地在主線潛盾隧道11設置外殼潛盾推進基地(地下推進基地15)，就恐有使伴隨主線潛盾隧道11之掘進而來的搬運作業等和外殼潛盾隧道推進基地之建構作業、外殼潛盾機14之搬運作業等錯綜複雜，且在工期、安全方面發生問題之虞，是而此時使用本發明是有效的。

如此，無論是在主線潛盾隧道11、匝道潛盾隧道12之哪一個潛盾隧道已先行的情況下，都必定要在由外殼襯砌體1A所包圍的部分已配置二個潛盾隧道的狀態下建構投料壁之後才進行開挖。再者，在建構投料壁之後哪一個潛盾隧道會到達，因會發生所謂削薄投料壁之白白浪費掉的作業，亦有必要進行削薄後的境界面之止水，故而不佳。

又，由圓周潛盾隧道10A、10B所構成的地下推進基地15之位置、大小等係能夠按照主線潛盾隧道11或匝道潛盾隧道12之外徑、外殼潛盾機14之外徑或規格、圍岩等的條件而做適當設定。

然後，作為圓周潛盾隧道10的施工條數，雖然在本實施形態中是設為二條，但是亦可互相隔出間隔地施工三條以上的圓周潛盾隧道10並以連絡坑道102來連結。

更且，在本實施形態中，雖然是在外殼襯砌體1A的 隧道軸向X之兩端部設置第一投料壁17、第二投料壁18，但是既能夠省略此等投料壁，又可以僅設置其中任一方的投料壁。例如，在本實施形態中，雖然是在地下到達部與主線潛盾隧道11之間設置第二投料壁18，但是在地下到達部與主線潛盾隧道11之外周相接而設置的情況下，係可以省略第二投料壁18。

更甚者，在本實施形態中，雖然是施工大剖面的公路隧道的情況之應用例，但是既可廣泛地應用於具有如上面所述之大剖面地下空間的各種的規模、用途、形態之隧道的全部情況，又能夠按照施工對象之隧道中的大剖面地下空間之規模或形態，並考慮周邊環境等的諸多條件來進行各種的設計變更。

又，在成為圓周潛盾隧道10之推進部的圓周潛盾隧道推進坑道101的施工中，有關藉由開挖前施工的凍結工法等所為的地基改良部之範圍、形態或其施工方法、其他的各工序之細節，只要是在未脫離本發明之要旨的範圍內做最佳設計即可，當然亦可按照需要而採用適當的輔助工法。

其他，能夠在未脫離本發明之趣旨的範圍內，適當地將上面所述的實施形態中的構成要件置換成週知的構成要件。

(產業可利用性)

依據本發明的大剖面地下空間的施工方法及外殼護罩推進基地，其可以抑制規模的增大，且可以用低成本且結構穩定的小型化來施工合理的地下推進基地結構。

1‧‧‧地下擴寬部

1A‧‧‧外殼襯砌體

10、10A、10B‧‧‧圓周潛盾隧道

11‧‧‧主線潛盾隧道(基本設計潛盾隧道)

12‧‧‧匝道潛盾隧道(基本設計潛盾隧道)

13‧‧‧外殼潛盾隧道

14‧‧‧外殼潛盾機

15‧‧‧地下推進基地(外殼潛盾推進基地)

16‧‧‧推進機(改良用掘進機)

100‧‧‧凍土壁(地基改良部)

101‧‧‧圓周潛盾隧道推進坑道

102‧‧‧連絡坑道

103‧‧‧環片

104‧‧‧凍結管

105‧‧‧凍結管

151‧‧‧壁面

E‧‧‧圓周方向

X‧‧‧隧道軸向

Claims (8)

1. 一種大剖面地下空間的施工方法，係在開挖地下並將構成二條基本設計潛盾隧道之分支匯流部的地下擴寬部進行施工時，於該地下擴寬部的開挖預定位置之外側，事先將複數個外殼潛盾隧道在已排列於隧道圓周方向的狀態下進行施工，藉此來建構藉由該複數個外殼潛盾隧道而包圍前述開挖預定位置的外殼襯砌體，且開挖該外殼襯砌體的內側，該大剖面地下空間的施工方法係具有：在二條基本設計潛盾隧道的周圍，沿著以與一方的前述基本設計潛盾隧道之隧道軸向平行的方向作為中心軸的圓周方向，將複數個圓形剖面的圓周潛盾隧道互相隔出間隔地並行施工的工序；沿著前述圓周方向並隔出間隔地施工用以連結相鄰的前述圓周潛盾隧道彼此之間的複數個連絡坑道的工序；以及將前述複數個圓周潛盾隧道及前述複數個連絡坑道作為地下推進基地來掘進前述複數個外殼潛盾隧道的工序。
2. 如請求項1所記載之大剖面地下空間的施工方法，其中具有：在前述二條基本設計潛盾隧道中之一方的基本設計潛盾隧道之一部分的周圍形成地基改良部的工序；以及在前述地基改良部中建構用以使前述圓周潛盾隧道推進的圓周潛盾隧道推進坑道的工序。
3. 如請求項1或2所記載之大剖面地下空間的施工方法，其中在並行施工二條前述圓周潛盾隧道並設置有前述複數個連絡坑道之後，將一方的圓周潛盾隧道作為外殼潛盾隧道推進坑道，將另一方的圓周潛盾隧道作為資材搬入坑道。
4. 如請求項1或2所記載之大剖面地下空間的施工方法，其中具有：將前述複數個外殼潛盾隧道彼此連結於前述圓周方向以形成前述外殼襯砌體的工序；在藉由前述圓周潛盾隧道所包圍的內側設置第一投料壁的工序；在前述外殼潛盾隧道的到達部設置第二投料壁的工序；以及開挖藉由前述外殼襯砌體、前述第一投料壁及前述第二投料壁所包圍的內側的工序。
5. 如請求項3所記載之大剖面地下空間的施工方法，其中具有：將前述複數個外殼潛盾隧道彼此連結於前述圓周方向以形成前述外殼襯砌體的工序；在藉由前述圓周潛盾隧道所包圍的內側設置第一投料壁的工序；在前述外殼潛盾隧道的到達部設置第二投料壁的工序；以及開挖藉由前述外殼襯砌體、前述第一投料壁及前述第二投料壁所包圍的內側的工序。
6. 如請求項4或5所記載之大剖面地下空間的施工方法，其中前述地基改良部係用從前述一方的基本設計潛盾隧道朝向外方推進的改良用掘進機所施工。
7. 一種外殼護罩推進基地，係用於大剖面地下空間的施工方法中，該大剖面地下空間的施工方法係在開挖地下並將構成二條基本設計潛盾隧道之分支匯流部的地下擴寬部進行施工時，於該地下擴寬部的開挖預定位置之外側，事先將複數個外殼潛盾隧道在已排列於隧道圓周方向的狀態下進行施工，藉此來建構藉由該複數個外殼潛盾隧道而包圍前述開挖預定位置的外殼襯砌體，且開挖該外殼襯砌體的內側；在二條基本設計潛盾隧道的周圍，沿著以與一方的前述基本設計潛盾隧道之隧道軸向平行的方向作為中心軸的圓周方向，互相隔出間隔地並行設置有複數個圓形剖面的圓周潛盾隧道；沿著前述圓周方向並隔出間隔地設置有用以連結相鄰的前述圓周潛盾隧道彼此之間的複數個連絡坑道；將前述複數個圓周潛盾隧道及前述複數個連絡坑道，作為用以開挖前述複數個外殼潛盾隧道的外殼潛盾機之地下推進基地。
8. 如請求項7所記載之外殼護罩推進基地，其中前述外殼潛盾機之推進部分的壁面係由能夠用該外殼潛盾機所切削的材料所構成。