(57)【要約】【課題】  従来の解体方法で要した作業坑工事を無くして、工期短縮、工費縮減が図れるＴＢＭの解体方法を提供する。【解決手段】    岩盤内の本坑到達点まで掘進完了したＴＢＭ１０を、到達点から前方に向けて掘進させて漸拡部２を設ける。次いで、漸拡部２に連なる解体坑上半すり付け部範囲を掘進させ、ＴＢＭ１０掘進後に建て込まれた支保部分から漸拡部２と解体坑１の上半すり付け部とを切り拡げ掘削する。ＴＢＭ１０を上半支保工の建て込み間隔に等しい１掘進長分だけ掘進させる作業と、その後方で１掘進長の範囲の解体坑１の上半部分を掘削して上半支保工を建て込む掘削作業とを、解体坑１のほぼ全長に達するまで繰り返す。上半支保工が建て込まれた解体坑１の下半外形とＴＢＭ１０の掘進により設けられた支保部分との間の下半部分を掘削するとともに、解体坑断面の上半部分の支保工を支持する。解体坑１の全断面が掘削完了後にＴＢＭ１０を解体して撤去する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤内の本坑到達点まで掘進完了したトンネルボーリングマシーンを、前記到達点から前方に向けて、さらに該トンネルボーリングマシーンの解体作業に必要な断面と長さとが確保された掘削予定の解体坑上半にすり付けるための漸拡部の範囲と、該漸拡部に連なる前記解体坑上半すり付け部範囲にわたり掘進させ、前記トンネルボーリングマシーン掘進後に建て込まれた支保部分から前記漸拡部と前記解体坑上半すり付け部とを切り拡げ掘削する解体坑すり付け部掘削工程と、
前記トンネルボーリングマシーンを前記上半支保工の建て込み間隔に等しい１掘進長分だけ掘進させる作業と、その後方で前記１掘進長の範囲の前記解体坑断面の上半部分を掘削して上半支保工を建て込む掘削作業とを、前記解体坑のほぼ全長に達するまで繰り返す解体坑掘進・上半掘削工程と、
前記上半支保工が建て込まれた解体坑の下半外形と前記トンネルボーリングマシーンの掘進により設けられた支保部分との間の下半部分を掘削するとともに、前記解体坑断面の上半部分の支保工を支持する下半支保工を建て込む解体坑下半掘削工程と、
前記解体坑の全断面が掘削完了後に前記トンネルボーリングマシーンを解体して撤去する工程とを備えたことを特徴とするトンネル掘進機の解体方法。
【請求項２】
前記解体坑掘進・上半掘削工程と解体坑下半掘削工程の作業進行に合わせて前記トンネルボーリングマシーンの設備の一部を撤去する工程を有する請求項１に記載のトンネル掘進機の解体方法。
【請求項３】
前記解体坑掘進・上半掘削工程後に、前記トンネルボーリングマシーンの前面と解体坑切羽面との間の掘削を行う工程を有する請求項１に記載のトンネル掘進機の解体方法。
【請求項４】
前記解体坑下半掘削工程の作業完了後に前記トンネルボーリングマシーンを解体、撤去する仮設備を前記解体坑内に設ける工程を有する請求項１に記載のトンネル掘進機の解体方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル掘進機の解体方法に係り、特に、トンネルボーリングマシーンを岩盤中の到達地点において、短い工期で解体することで、工程短縮や工事費の縮減を図ることのできるトンネル掘進機の解体方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
山岳トンネルでは、岩盤内等を掘削するために、様々な合理的な山岳トンネル工法が開発されてきている。さらに近年では、強力な掘進機構を有し、高速掘進が可能なトンネルボーリングマシーン（以下、ＴＢＭと記す。）も、硬質岩盤内の大断面の道路トンネルの先進導坑や避難坑、水路トンネル等に適用されてきている。
【０００３】
ＴＢＭは起点側の組立ヤードで組み立て、その後坑口付けの後、推進反力が確保できる地点から本格的なトンネル掘進が行われ、終点側には解体のための作業ヤードが設けられる。しかし、終点側がたとえば急峻な崖地形であるような場合には、作業ヤードを設けることができない。また、ＴＢＭ到達点がトンネル全長の中間位置の場合、工区境が地山（岩盤）内となる場合もある。これらの場合には、いずれもトンネル坑内でＴＢＭを解体する必要がある。
【０００４】
ところで、トンネル掘進機の解体作業方法としては、特許文献１に示したように、到達立坑に到達したシールド掘進機を大きな部材単位に解体し、各部材を到達立坑の地上部に設置されたクレーン等の揚重機を用いて地上に吊り出す方法がとられることが多い。
【０００５】
特許文献１に開示された解体方法等は、土被りが小さい都市トンネル等におけるシールド機のようなトンネル掘進機の場合には、大変有効な方法であるが、ＴＢＭ等で掘進する山岳トンネルでは、土被りが大きく、機材搬出用の立坑等の掘削も困難な場合が多く、またＴＢＭはシールド掘進機に比べ、剛性が大きな重量部材で構成されているため、解体時に掘進機内部から簡単に解体できない。
【０００６】
このため、坑内でＴＢＭの解体が必要な場合には、トンネル内にＴＢＭ解体のための十分な作業空間を確保して、ＴＢＭの内外から解体作業を行う必要がある。たとえば、従来は、φ５m程度の規模のＴＢＭを解体するためには、到達地点の進行方向側に、ＴＢＭの本体設備を含む長さ（たとえば２５m程度）を有し、ＴＢＭの外周に１〜２m程度の作業空間を確保した断面の解体坑を掘削し、その解体坑内でＴＢＭ解体を行い、解体部材をトンネル外に搬出することが多い。
【０００７】
図３は、従来のＴＢＭ解体坑を掘削してＴＢＭ解体を行う解体工法の一例を示した説明図（平面図、断面図）である。図３の平面図には、ＴＢＭ１０で掘削完了した本坑１０と、本坑５０の到達点に停止した状態のＴＢＭ１０と、到達点切羽の奥方に掘削されたＴＢＭ１０の解体坑５５と、解体坑５５を掘削するための作業坑５１（迂回坑）とが示されている。また、同図には各掘削段階でのトンネル断面形状（掘削段階Ｓ１〜Ｓ６（断面図））が併せて示されている。
【０００８】
以下、上述した解体坑を掘削して行うＴＢＭの解体方法について、図３の平面図、断面図、及び図４のフローチャートを参照して説明する。
図３に示したＴＢＭ１０は例えば胴殻外径がφ５mであり、ＴＢＭ１０で掘進してきた本坑５０には円形支保工（図示せず）が建て込まれている。図示したように、ＴＢＭ１０は到達点で停止し、搬土装置、支保工組立機構等の本体設備と後続設備とは撤去された状態にある（図４：Ｓ５１０，５２０）。この状態から、ＴＢＭ１０停止位置の後方の本坑５０から斜めに分岐するような方向に向けて作業坑（迂回坑）を掘削する（断面Ｓ１参照、図４：Ｓ５３０）。この作業坑５１は在来トンネル工法にて掘削し、本坑５０と所定の支保に悪影響が及ばないだけの離隔を確保した状態で、本坑５０と平行に掘削し、その後、本坑５０側に向きを変え、本坑５０のＴＢＭ１０到達点の先に到達後、本坑５０の軸線上を奥方に向かって解体坑５５の全長分が掘削される。その際、断面Ｓ４位置から断面Ｓ５までの間に拡大断面５３にすり付け可能なように、所定掘進量で底盤高さが２m程度上昇する上り勾配の作業坑５４となる。その後、作業坑５４の上半を解体坑５５の上半にすり付けるための漸拡部５６の上半掘削を行う（断面Ｓ５〜Ｓ６、図４：Ｓ５４０）。その後、解体坑５５の上半掘削（断面Ｓ５〜Ｓ６、図４：Ｓ５４１）を奥方に向かって進めるとともに、断面Ｓ４までの作業坑５４の上半を解体坑５５の断面まで拡幅掘削する。その後、作業坑５４底盤より下の解体坑５５の下半を掘削し、最終的に、図３の平面図中、Ｓ３位置から切羽５７までの間に解体坑５５を完成する（図４：Ｓ５４２，５４３）。その後、厚さ１m程度で壁状に自立させておいたＴＢＭ１０の前面岩盤５８を撤去してＴＢＭ１０のカッタヘッドを解体坑５５側に露出させる（図４：Ｓ５５０）。並行して解体坑５５内には作業坑５１を経由して、ＴＢＭ１０の解体作業用の各種の仮設備を搬入、設置しておく（図４：Ｓ５６０）。そしてＴＢＭ１０を解体坑５５内の作業用架台（図示せず）上に引き込み、ＴＢＭ１０を搬出可能なサイズの部材ごとに解体し、本坑５０を通じて坑外に搬出する（図４：Ｓ５７０）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１８８３９１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した解体坑５５は、小型の施工機械を用いた人力作業により、本坑５０に沿って迂回する作業坑５１を掘削し、さらにＴＢＭ１０の到達地点の先の岩盤内に拡幅して構築するため、解体空間としての大断面のＴＢＭ解体坑を掘削しなければならない。上述したような手順でＴＢＭ解体坑を構築して、ＴＢＭ解体を行うと、上述の規模程度のＴＢＭの場合にはＴＢＭ到達後からＴＢＭの解体・搬出までの工期に約４．５ヶ月を要する。この工程（期間）は本工事の進捗に寄与しないものであるため、ＴＢＭ解体作業に係わる工事の工期短縮と工費縮減が強く求められている。
【００１１】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、工期短縮、工事費の縮減を図ることのできるようにした合理的なトンネル掘進機の解体方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は岩盤内の本坑到達点まで掘進完了したトンネルボーリングマシーンを、前記到達点から前方に向けて、さらに該トンネルボーリングマシーンの解体作業に必要な断面と長さとが確保された掘削予定の解体坑上半にすり付けるための漸拡部範囲と、前記漸拡部に連なる前記解体坑上半すり付け部範囲にわたり掘進させ、前記トンネルボーリングマシーン掘進後に建て込まれた支保部分から前記漸拡部と前記解体坑上半すり付け部とを切り拡げ掘削する解体坑すり付け部掘削工程と、前記トンネルボーリングマシーンを前記上半支保工の建て込み間隔に等しい１掘進長分だけ掘進させる作業と、その掘進長区間の後方で前記掘進長に応じた範囲の前記解体坑断面の上半部分を掘削して上半支保工を建て込む掘削作業とを、前記解体坑のほぼ全長に達するまで繰り返す解体坑掘進・上半掘削工程と、前記上半支保工が建て込まれた解体坑の下半外形と前記トンネルボーリングマシーンの掘進により設けられた支保部分との間の下半部分を掘削するとともに、前記解体坑断面の上半部分の支保工を支持する下半支保工を建て込む解体坑下半掘削工程と、前記解体坑の全断面が掘削完了後に前記トンネルボーリングマシーンを解体して撤去する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記解体坑掘進・上半掘削工程と解体坑下半掘削工程の作業進行に合わせて前記トンネルボーリングマシーンの設備の一部を撤去する工程を有することが好ましい。
【００１４】
さらに、前記解体坑掘進・上半掘削工程後に、前記トンネルボーリングマシーンの前面と解体坑切羽面との間の掘削を行う工程を有することが好ましい。
【００１５】
加えて、前記解体坑下半掘削工程の作業完了後に前記トンネルボーリングマシーンを解体、撤去する仮設備を前記解体坑内に設ける工程を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上に述べたように、本発明によれば、従来、作業坑を設けて掘削したＴＢＭ解体坑を、ＴＢＭ掘進部を利用して掘削することにより、工期短縮や工事費の縮減を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のトンネル掘進機の解体方法の一実施例の施工手順及び施工状態を示した模式説明図。
【図２】図１に示した解体方法の施工手順を示したフローチャート。
【図３】従来のトンネル掘進機の解体方法の一施工例を示した模式説明図。
【図４】図３に示した解体方法の施工手順を示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、以下の実施例について添付図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１９】
図１（ａ）は、本坑を到達点までＴＢＭ１０で掘進し、さらにＴＢＭ解体坑のためのＴＢＭ１０の掘進開始状態を、図１（ｂ）は、ＴＢＭ１０の掘進と人力掘削によって全体が構築された解体坑の完成状態を示した模式斜視図、図１（ｃ）はＴＢＭ解体坑の拡幅掘削順序を示したＴＢＭ解体坑の横断面図である。なお、図中、ＴＢＭ１０は外形線図で簡略図示されている。
【００２０】
以下、図１（ａ）〜図１（ｂ）までの一連のＴＢＭ解体坑の拡幅掘削順序について、図１各図及び図２の施工順序フローチャートを参照して説明する。図１（ａ）には外径φ５mのＴＢＭ１０によって本坑５０を到達点まで掘進し、ＴＢＭ解体坑のための漸拡部を掘進し、さらに１掘進長の支保工組立が完了した状態における各掘削段のレベルと掘削順序とが示されている。同図には、まずＴＢＭ１０の到達点から約４．５mの漸拡部２と拡幅断面部到達後、１掘進長分の支保工組立分が確保するとともに、ＴＢＭ解体坑の断面拡幅による影響を受けない範囲まで、ＴＢＭ１０本体を奥方に掘進させておき、拡径断面部１掘進長分と後方の支保作業が示されている。図１（ａ）に示した掘削手順としては、まずＴＢＭ解体坑の入り口部に相当する漸拡部分（長さ約４．５m）のＴＢＭ掘進を行い、その範囲の上部岩盤を図１（ｃ）に示したように、人力掘削により、断面を漸拡し、解体坑１の上半断面にすり付けるように漸拡部２の上半掘削を行う（図２：Ｓ１１０，１２０）。その４．５mの範囲では掘削の進行に伴い、１．５m間隔で上半アーチ支保工３を建て込み、漸拡部２の掘削空間の安定を図る。
【００２１】
さらに、図１（ａ）のように、ＴＢＭ１０の掘進を１掘削長分先行させ、その後方から続けて解体坑１の上半掘削（図１（ｃ））を行う。この上半掘削は、解体坑１の上半４のアーチ中央部４ａとＴＢＭ１０掘進時に建て込まれた円形支保工１５との間を扇形状に掘削する上半第１掘削工程と、それより下側の上半盤４ｂとの間の段部４ｃを掘削する上半第２掘削工程とに分けて行う。
【００２２】
以後、図１（ｂ）に示したＴＢＭ解体坑１の全長のうち、ＴＢＭ掘進部の上半掘削は、ＴＢＭ１０の１掘進長の進行と、上半第１掘削工程と上半第２掘削工程とを交互に掘削するミニベンチ形式とし、上半掘削、支保工３の建て込みとを１サイクルとしてＴＢＭ１０の１掘進長を基準とした掘削方式とする（図２：Ｓ１３０，１４０）。この上半掘削作業はＴＢＭ１０本体の後部に設けられた作業床１１を使って進めることができ、掘削ズリはＴＢＭ１０の後続設備としてのベルトコンベア等の搬土設備１２を利用して本坑５０を通じて坑外に搬出することができる。
【００２３】
図１（ｂ）に示したＴＢＭ解体坑１全体のうちのＴＢＭ掘進部の上半掘削が完了したら、カッターヘッド１０ａ前面の上半鏡掘削４ｅ（本実施例において、カッタヘッド前面１０と切羽５との距離は約２m）を人力施工する（図２：Ｓ１５０）。掘削後の切羽５は崩落防止のため、吹付コンクリートあるいは支保工、鏡止めボルト等による切羽防護を行うことが好ましい。
【００２４】
ＴＢＭ解体坑１の全長のうち、ＴＢＭ１０による掘進が完了した段階で、後続設備（図示せず）を撤去する（図２：Ｓ１６０）。
【００２５】
以後、図１（ｃ）に示したように、ＴＢＭ解体坑１の断面のうち、ＴＢＭ掘進部に建て込まれた円形支保工１５の側面部（解体坑下半６）の掘削を行う。解体坑１の下半掘削は、解体坑下半全高さを二分（６ａ，６ｂ）し、下半第１掘削工程と、下半第２掘削工程とに分けた施工を行う。これらの工程は、１掘削長のミニベンチ形式で、ＴＢＭ掘進部の円形支保工１５の側部支保工１５ｂと解体坑１の側壁との間を交互施工に掘削する（図２：Ｓ１４１）。その際、解体坑側壁支保工７は、解体坑上半アーチ支保工３の脚部を支持するように連続して建て込み、ＴＢＭ掘進部の側部支保工１５ｂは掘削の進行に合わせて順次撤去していく。なお、解体坑１掘削は底盤インバート８を掘削して完了する。
【００２６】
ＴＢＭ掘進部の先端位置にはＴＢＭ１０本体が残置されているので、既に掘削された解体坑１の切羽５側と側面からの掘削により、ＴＢＭ１０本体を安定支持させた状態で、その周囲の岩盤を取り除いてＴＢＭ１０の胴殻および後続する本体設備、仮設設備のすべてを、掘削空間内に露出させる。その後、ＴＢＭ１０本体の解体に必要な設備として、ＴＢＭ１０本体の周囲に、図示しない解体足場、揚重機、搬出設備等を設置する（図２：Ｓ１７０）。解体足場を利用して解体坑内に残置され、全体が坑内に露出した状態のＴＢＭ１０本体を解体する。ＴＢＭ１０の駆動設備、搬土設備１２等のＴＢＭ１０の本体設備１３を撤去する。本体設備１３はＴＢＭ解体坑１から本坑５０を通じて搬出される。解体ブロックは揚重機能力等を考慮して行うが、設計段階で解体しやすいブロックを想定した部材設計を行うことも好ましい。
【００２７】
以上のＴＢＭ掘進部施工開始からＴＢＭ解体撤去までの全体工程は、約３ヶ月となり、従来の解体方法に比べて２／３に短縮でき、工費比較においても、従来の解体方法で要した作業坑（迂回坑）の工費分に相当する工費縮減が図れ、工費は約６０％を縮減できることが試算された。工期短縮、工費縮減は、ＴＢＭの規模にも依るが、同様の効果が得られることが期待できる。
【符号の説明】
【００２８】
１  ＴＢＭ解体坑
２  漸拡部
３  上半アーチ支保工
４  解体坑上半
５  切羽
６  解体坑下半
１０  ＴＢＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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