(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネルの床面を形成する床版であって、
トンネル底部の幅方向中央部に設置されるボックスカルバートと、
トンネル底部の幅方向両端部に前記ボックスカルバートを挟んで設置され、予め所定形状に成形された左右一対のコンクリートブロックと、
を含んで構成されることを特徴とする、シールドトンネル用床版。
【請求項２】
前記コンクリートブロックは、上下方向に積層される複数の部材に分割されていて、これらの分割面は水平であることを特徴とする、請求項１記載のシールドトンネル用床版。
【請求項３】
前記ボックスカルバートは、上下方向に積層される複数の部材に分割され、
前記コンクリートブロックの分割面は、前記ボックスカルバートの分割面に対し、高さを異ならせてあることを特徴とする、請求項２記載のシールドトンネル用床版。
【請求項４】
前記コンクリートブロックは、トンネル側壁部に空隙を隔てて対向する垂直面を有し、前記空隙に間詰コンクリートが打設されることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のシールドトンネル用床版。
【請求項５】
シールドトンネルの床版構築方法であって、
トンネル底部の幅方向中央部にボックスカルバートを設置する第１工程と、
トンネル底部の幅方向両端部に前記ボックスカルバートを挟んで予め所定形状に成形された左右一対のコンクリートブロックを設置する第２工程と、
を含んで構成されることを特徴とする、シールドトンネルの床版構築方法。
【請求項６】
前記第２工程では、前記コンクリートブロックとして、水平な分割面により上下方向に複数に分割された部材を用意しておき、下側の部材から順に積層することを特徴とする、請求項５記載のシールドトンネルの床版構築方法。
【請求項７】
先端部で地中を掘削し後方部でセグメントを組み立てるシールド機と、前記シールド機の後方に連結されて前記シールド機の掘進に伴って移動する後続台車と、を用いて、シールドトンネルを構築しつつ、
前記シールド機と前記後続台車との間で、請求項５又は請求項６記載の方法により、床版を構築し、
前記後続台車は前記床版上を移動させることを特徴とする、シールドトンネルの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネルの施工において、トンネルの床面（路面）を形成する床版に関し、特にその構造及び構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネルの施工においては、シールド機により、その先端部で地中を掘削し、後方部でセグメントを組み立てて掘削断面を支保する覆工を構築することを１リング毎に繰り返しながら、トンネルを構築する。また、構築したトンネルの底部に床版を設置して、床面を形成する。
【０００３】
特許文献１には、シールドトンネルの床部の構築方法として、トンネル底部の幅方向中央部にボックスカルバートを設置し、ボックスカルバートとトンネル側壁部との間に流動化処理土を充填して路盤を構築することが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、シールドトンネルの床部の構築方法として、トンネル底部の幅方向中央部にボックスカルバートを設置し、ボックスカルバートとトンネル側壁部との間にこれらに橋渡しされる板状の部材を設置することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５０１６５号公報
【特許文献２】特開２０１２−０５２２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、現場でボックスカルバートの左右に流動化処理土を充填するため、所定の強度に固化するまでに時間がかかる。また、充填作業を１リング毎に行うのは非効率であり、まとめて行うことになる。従って、床部の構築が遅れ、それまでの間、台車等を走行させるのに制約となり、シールドトンネルの施工効率を向上させる上で、改善の余地があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、ボックスカルバートとトンネル側壁部との間に板状の部材を掛け渡す構造のため、地震などで揺れを受けた場合に脱落する恐れがあり、この点で改善の余地があった。
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑み、構造的に優れ、しかも、床版の構築、更にはシールドトンネルの構築に際し、作業効率を改善できる、シールドトンネル用床版、及び、その構築方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るシールドトンネル用床版は、トンネル底部の幅方向中央部に設置されるボックスカルバートと、トンネル底部の幅方向両端部に前記ボックスカルバートを挟んで設置され、予め所定形状に成形された左右一対のコンクリートブロックと、を含んで構成されることを特徴とする。
また、好ましい態様として、前記コンクリートブロックは、上下方向に積層される複数の部材に分割されていて、これらの分割面は水平であるとよい。
【００１０】
また、本発明に係るシールドトンネルの床版構築方法は、トンネル底部の幅方向中央部にボックスカルバートを設置する第１工程と、トンネル底部の幅方向両端部に前記ボックスカルバートを挟んで予め所定形状に成形された左右一対のコンクリートブロックを設置する第２工程と、を含んで構成されることを特徴とする。
また、好ましい態様として、前記第２工程では、前記コンクリートブロックとして、水平な分割面により上下方向に複数に分割された部材を用意しておき、下側の部材から順に積層するとよい。
【００１１】
更に、本発明に係るシールドトンネルの施工方法は、先端部で地中を掘削し後方部でセグメントを組み立てるシールド機と、前記シールド機の後方に連結されて前記シールド機の掘進に伴って移動する後続台車と、を用いて、シールドトンネルを構築しつつ、前記シールド機と前記後続台車との間で、上記の方法により、床版を構築する。そして、前記後続台車は前記床版上を移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るシールドトンネル用床版によれば、ボックスカルバート及びコンクリートブロックのいずれについてもプレキャスト部材であり、置くだけでよく、また置くだけでその上に台車等を走行させることが可能になるため、床版の構築、更にはシールドトンネルの構築に際し、作業効率を改善することができる。
また、ボックスルカルバートの左右に設置するコンクリートブロックは、重量物であり、セグメント坑の安定化を図ることができ、特に海底トンネルの施工においてセグメント坑の浮き上がり防止を図ることができる。
【００１３】
また、コンクリートブロックを上下一体型とした場合は、地震などの揺れを受けて、これが回転し、床面の平坦性を維持できなくなる恐れがあるが、上下方向に複数に分割し、分割面は水平とすることで、地震などの揺れを受けて、周面を有する下側の部材が回転しようとしても、上側の部材が重しとなって回転を抑制でき、あるいは、下側の部材が回転しても、上側の部材は独立していて引きずられることがないので、上側の部材により、床面の平坦性を維持することができる。よって、構造的に優れたものとなる。
【００１４】
また、シールドトンネルの施工において、シールド機と後続台車との間で床版を構築することにより、セグメントの組み立て後、速やかに床版を構築できる。これにより、セグメントの組み立て後、早期に、前述の浮き上がり防止を図ることができ、また後続台車の安定走行が可能となるなど、シールドトンネルの施工効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態として床版構造を示すシールドトンネルの断面図
【図２】コンクリートブロックの斜視図
【図３】床版構築位置を示すシールドトンネルのトンネル掘進方向に沿う断面図
【図４】図３のＡ−Ａ断面図
【図５】床版構築工程１−１を示すシールドトンネルの断面図
【図６】床版構築工程１−２を示すシードルトンネルの断面図
【図７】床版構築工程２−１を示すシールドトンネルの断面図
【図８】床版構築工程２−２を示すシードルトンネルの断面図
【図９】本発明の他の実施形態として床版構造を示すシールドトンネルの断面図
【図１０】床版のトンネル軸方向の配列を示す平面図
【図１１】ボックスカルバートの側面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
先ず本発明に係るシールドトンネル用床版の一実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態として床版構造を示すシールドトンネルの断面図である。
【００１７】
シールドトンネル１００は、掘削した坑の壁面に円周方向に複数に分割されたセグメントＳＧを組み付けることにより１リングずつ構築される。
【００１８】
床版２００は、シールドトンネル（セグメント坑）１００内に床面を形成するもので、本実施形態では、トンネル底部の幅方向中央部に配置されるボックスカルバート２００Ａと、トンネル底部の幅方向両端部にボックスルカルバート２００Ａを挟んで配置される左右一対のコンクリートブロック２００Ｂ、２００Ｂとから構成される。
【００１９】
ボックスカルバート２００Ａは、分割面Ｓ１により、トンネル底部に配置される上面開口のコ字型断面を有するボックスカルバート下部材２０１と、ボックスカルバート下部材２０１の上に配置される下面開口のコ字型断面を有するボックスカルバート上部材２０２と、に分割されている。
【００２０】
コンクリートブロック２００Ｂは、ボックスカルバート２００Ａの側面とトンネル側壁部との間に挿入されて、ボックスカルバート２００Ａ（上部材２０２）の上面と面一に設置されるもので、図２に斜視図を示している。図２に示されるように、コンクリートブロック２００Ｂは、ボックスカルバー２００Ａの側面に沿う略垂直な側面部ａと、トンネル底部及び側壁部に沿う周面部ｂと、ボックスカルバート２００Ａの上面と面一な上面部ｃとを有する。
【００２１】
但し、周面部ｂは、トンネル底部及び側壁部の周面との正確な位置合わせが困難なことから、擬似的に複数の平面を周方向につなげて形成し、トンネル側の周面との間に後処理としてモルタルを流し込むようにしている。
また、コンクリートブロック２００Ｂの周面部ｂと上面部ｃとの間の角部は垂直面ｄでカットしている。従って、コンクリートブロック２００Ｂは、トンネル側壁部に空隙を隔てて対向する垂直面ｄを有する。この空隙には、後処理で、間詰コンクリート２０５が打設される。
【００２２】
コンクリートブロック２００Ｂは、また、上下方向に積層される２つのブロック、すなわちブロック下部材２０３とブロック上部材２０４とに分割されている。ここで、ブロック下部材２０３とブロック上部材２０４との分割面Ｓ２は、水平方向に延在する。
【００２３】
また、コンクリートブロック２００Ｂの下部材２０３と上部材２０４との分割面Ｓ２は、ボックスカルバート２００Ａの下部材２０１と上部材２０２との分割面Ｓ１に対し、高さを異ならせてある。具体的には、コンクリートブロック２００Ｂの下部材２０３と上部材２０４との分割面Ｓ２は、ボックスカルバート２００Ａの下部材２０１と上部材２０２との分割面Ｓ１より、高位置に設定してある。
【００２４】
上記の部材２０１、２０２、２０３、２０４はいずれもプレキャスト部材であり、トンネル前後方向の寸法は、セグメントＳＧのトンネル前後方向の寸法（例えば２ｍ）と一致している。
【００２５】
シールドトンネル１００内での床版２００の構築は、次のような手順で行う。
（１）第１工程
トンネル底部の幅方向中央部にボックスカルバート２００Ａを設置する。
より詳しくは、トンネル底部の幅方向中央部にボックスカルバート下部材２０１を設置し、その上にボックスカルバート上部材２０２と載置する。必要により、継手金具を用いて、ボルトで連結する。
（２）第２工程
ボックスカルバート２００Ａの左右にコンクリートブロック２００Ｂ、２００Ｂを設置する。
コンクリートブロック２００Ｂの設置に際しては、ブロック下部材２０３を設置し、その上にブロック下部材２０４を載置する。
（３）第３工程
コンクリートブロック２００Ｂの外側の垂直面（図２のｄ）とトンネル側壁部との間の空隙に、間詰コンクリート２０５を打設する。但し、第１工程と第２工程とで床版２００はほぼ完成し、その上を台車等が走行することが可能になるので、第３工程は１リング毎に行う必要はなく、後でまとめて行うことができる。
【００２６】
本実施形態に係る床版２００は、トンネル底部の幅方向中央部に設置されるボックスカルバート２００Ａと、トンネル底部の幅方向両端部にボックスカルバート２００Ａを挟んで設置され、予め所定形状に成形された左右一対のコンクリートブロック２００Ｂ、２００Ｂと、を含んで構成されることにより、次のような効果が得られる。
ボックスカルバート２００Ａ及びコンクリートブロック２００Ｂのいずれについてもプレキャスト部材であり、置くだけでよく、また置くだけでその上に台車等を走行させることが可能になる。このため、床版の構築、更にはシールドトンネルの構築に際し、作業効率を改善することができる。
また、ボックスルカルバート２００Ａの左右に設置するコンクリートブロック２００Ｂは、重量物であり、セグメント坑の安定化を図ることができる。特に海底トンネルの施工においてセグメント坑の浮き上がり防止を図ることができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、コンクリートブロック２００Ｂは、上下方向に積層される複数の部材（ピース）２０３、２０４に分割されていて、これらの分割面Ｓ２は水平であることにより、次のような効果が得られる。
コンクリートブロック２００Ｂを上下一体型とした場合は、地震などの揺れを受けて、これが回転し、床面の平坦性を維持できなくなる恐れがある。これに対し、上下方向に複数に分割し、分割面は水平とすることで、地震などの揺れを受けて、周面を有する下側の部材が回転しようとしても、上側の部材が重しとなって回転を抑制でき、あるいは、下側の部材が回転しても、上側の部材は独立していて引きずられることがないので、上側の部材により、床面の平坦性を維持することができる。
但し、上記の効果を損なわない範囲であれば、分割面（水平面）の一方に低めの凸部、他方に浅めの凹部を設けて、浅く嵌め合わせるようにしてもよく、これにより設置時の位置決めが容易となる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、ボックスカルバート２００Ａは、下部材２０１と上部材２０２との２つに分割され、コンクリートブロック２００Ｂも、下部材２０３と上部材２０４との２つに分割されているが、コンクリートブロック２００Ｂの分割面Ｓ２は、ボックスカルバート２００Ａの分割面Ｓ１に対し、高さを異ならせてあることにより、次のような効果が得られる。
分割面Ｓ１、Ｓ２の高さが同じであると、一方の部材が横方向にずれたときに他方の部材も同方向にずれやすい。この点、高さを異ならせておくことで、一方の部材が横方向にずれようとしても、これを阻止できるか、少なくとも悪影響を受けるのを防止でき、横揺れに対する強度を向上させることできる。
尚、分割面の設定に際しては、重量配分も考慮することは言うまでもない。
【００２９】
また、本実施形態によれば、コンクリートブロック２００Ｂは、トンネル側壁部に空隙を隔てて対向する垂直面ｄを有し、前記空隙に間詰コンクリート２０５が打設される構成により、次のような効果が得られる。
コンクリートブロック２００Ｂとトンネルとの寸法誤差を吸収でき、管理が容易となる。また、垂直面ｄとすることで、トンネル側壁部（周面）との間の空隙は概略くさび状となり、間詰コンクリート２０５の打設が容易となる。
【００３０】
次に本発明に係る床版の構築を含むシールドトンネルの施工方法の一実施形態について説明する。
図３は本発明の一実施形態として床版構築位置を示すシールドトンネルのトンネル掘進方向に沿う断面図である。また、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。
【００３１】
このシールドトンネルの施工装置は、先端部で地中を掘削し後方部でセグメントを組み立てるシールド機１を主体として構成される。
シールド機１は、筒状本体の前端部に配置される掘削用のカッターヘッド２と、カッターヘッド２による掘削土を後方へ排出する排土機構（スクリューコンベア３、４）と、カッターヘッド２により掘削されたトンネルの壁面にセグメントを組み付けるセグメント組み付け機構（エレクタ５）と、筒状本体を掘削と共に前進させる推進機構（シールドジャッキ７）とを含んで構成される。
【００３２】
排土機構は、２本のスクリューコンベア３、４を主体として構成される。スクリューコンベア３はトンネル底部より天井部へ向かって後方に延び、これに連結されるスクリューコンベア４は天井部に沿って後方に延び、後端付近に排出口４ａを有している。
【００３３】
セグメント組み付け機構は、トンネル径方向及び前後方向に移動しながら、セグメントＳＧを把持してトンネルの壁面に組み付けるエレクタ５を主体として構成され、更にこのエレクタ５へセグメントＳＧを供給するセグメント供給機構を含んで構成される。
【００３４】
セグメント供給機構は、構築済みのセグメント坑の底部を移動するセグメント搬送台車６と、この搬送台車６上で最後方のセグメント搬入位置から最前方のセグメント供給位置へセグメントＳＧを先送りする移送機構（図示せず）とを含んで構成される。
【００３５】
推進機構は、筒状本体の内面に沿ってほぼ等間隔で配置される複数のシールドジャッキ７を主体として構成され、構築済みのセグメントＳＧの端面を押すことで推力を発生させる。
【００３６】
このシールドトンネル施工装置は、更に、シールド機１の後方に連結ビーム８により連結されてシールド機１の前進に伴って移動する門型の後続台車（門型の架台）１０と、この後続台車１０に装備されるクレーン１１、１２と、後続台車１０内の下部に設定されるセグメント及び床版用部材の置き場１３と、シールド機１の排土機構（スクリューコンベア３、４）による掘削土を後続台車１０の後方へ搬送する土砂搬送設備（ベルトコンベア１４、ホッパー１５）とを含んで構成される。
【００３７】
また、本実施形態では、シールド機１と後続台車１０との間で床版２００を構築するようにし、前記後続台車１０は床版２００上を移動する。また、前記置き場１３は前記床版２００上に設定される。
【００３８】
後続台車１０は、本実施形態では、互いに連結される第１〜第４の台車１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄにより構成され、第１の台車１０Ａが連結ビーム８によりシールド機１に連結され、各台車１０Ａ〜１０Ｄも互いに連結されている。また、各台車１０Ａ〜１０Ｄは、門型の脚部に走行輪を備え、セグメント坑内、本実施形態では構築済みの床版２００上をスムーズに移動可能である。
【００３９】
後続台車１０には第１及び第２のクレーン（本実施形態ではホイスト式天井クレーン）１１、１２が備えられる。
第１のクレーン１１は、第３の台車１０Ｃ、第２の台車１０Ｂ、第１の台車１０Ａに跨って設けられる２本の走行レール１１ａと、走行レール１１ａに沿ってトンネル前後方向に移動可能な横行レール１１ｂと、横行レール１１ｂに沿ってトンネル幅方向に移動可能な吊り上げ用の電気ホイスト１１ｃとを含んで構成される。
【００４０】
第２のクレーン１２は、第１のクレーン１１より低位置で、第２の台車１０Ｂ、第１の台車１０Ａ及びシールド機１後方部に跨って設けられる２本の走行レール１２ａと、走行レール１２ａに沿ってトンネル前後に移動可能な横行レール１２ｂと、横行レール１２ｂに沿ってトンネル幅方向に移動可能な吊り上げ用の電気ホイスト１２ｃとを含んで構成される。尚、図３には第２のクレーン１２について横行レール１２ｂ及び電気ホイスト１２ｃを２箇所に示しているが、これは走行レール１２ａ方向の移動の様子を示している。
【００４１】
セグメント及び床版用部材の置き場１３は、第１の台車１０Ａ及び第２の台車１０Ｂ内の底部の床版２００上に設定される。従って、置き場１３にセグメント及び床版用部材を搬入するダンプトラック２０の荷卸し位置は第３の台車１０Ｃ内に設定される。尚、本実施形態では、置き場１３を床版２００上に設定したが、後続台車１０（例えば第１の台車１０Ａと第２の台車１０Ｂ）に荷台を設けて、この荷台上に置き場１３を設定するようにしてもよい。
【００４２】
土砂搬送設備は、本実施形態では、ベルトコンベア１４と、ホッパー１５とから構成される。
ベルトコンベア１４は、シールド機１による掘削土を後続台車１０の後方部へ搬送する。このため、ベルトコンベア１４は、シールド機１側の排土機構（スクリューコンベア３、４）の排出口４ａの下方から、トンネル天井部に向かい、これに沿って、第１の台車１０Ａ、第２の台車１０Ｂ及び第３の台車１０Ｃ上を経て、第４の台車１０Ｄ上まで延びている。尚、ベルトコンベア１４に代えて、スクリューコンベアや、土砂圧送管を用いることもできる。
ホッパー１５は、ベルトコンベア１４の終端に設けられ、第４の台車１０Ｄの上部に支持されている。尚、このホッパー１５下部の排出口は開閉操作可能である。
【００４３】
従って、掘削土を搬出するダンプトラック２０の積込み位置は第４の台車１０Ｄ内のホッパー１５の下方に設定される。これにより、ホッパー１５は、置き場１３より後方に配置され、ダンプトラック２０の掘削土積込み位置は、ダンプトラック２０のセグメント及び床版用部材の荷卸し位置より後方である。
【００４４】
上記のシールドトンネル施工装置を用いたシールドトンネルの施工について説明する。
本実施形態では、セグメント及び床版用部材の搬入と掘削土の搬出に、構築済みのトンネル坑内（床版２００上）を走行するタイヤ式の搬送車両として、ダンプトラック２０を用いる。
ダンプトラック２０は、セグメントＳＧ及び床版用部材２０１〜２０４を積込んで、又は交代でいずれか一方を積込んで、構築済みのトンネル坑内を立坑側から切羽側へ向けて走行する。
【００４５】
セグメントＳＧ及び／又は床版用部材２０１〜２０４を積込んだダンプトラック２０は、第３の台車１０Ｃ内の荷卸し位置にて停車するが、荷卸し位置への走行路にターンテーブル（図示せず）を設け、荷卸し位置に到着する前に、車両の向きを反転させて、荷卸し位置にバックで進入させる。
荷卸し位置では、第１のクレーン１１の電気ホイスト１１ｃを用いて、ダンプトラック２０から置き場１３へ、セグメントＳＧ及び／又は床版用部材２０１〜２０４を荷卸しする。
【００４６】
置き場１３からは、第２のクレーン１２の電気ホイスト１２ｃを用いて、シールド機１にセグメントＳＧを供給する。より詳しくは、シールド機１のセグメント搬送台車６にセグメントＳＧを供給する。これにより、セグメントＳＧは搬送台車６上を移送機構（図示せず）により先送りされ、エレクタ５により、カッターヘッド２によって掘削されたトンネル壁面に組み付けられる。
【００４７】
第２のクレーン１２はまた、シールド機１と後続台車１０との間での床版２００の組み立てに用いる。すなわち、第２のクレーン１２の電気ホイスト１２ｃにより、ボックスカルバート下部材２０１、ボックスカルバート上部材２０２、ブロック下部材２０３、ブロック上部材２０４の順で運搬して、組み立てる。
【００４８】
床版２００の組み立ての様子を図５〜図８に示している。尚、図５〜図８は図３のＢ−Ｂ断面図に相当する。
工程１−１では、図５に示すように、第２のクレーン１２によりボックスカルバート下部材２０１を運搬し、トンネル底部の幅方向中央部に設置する。
工程１−２では、図６に示すように、第２のクレーン１２によりボックスカルバート上部材２０２を運搬し、設置済みのボックスカルバート下部材２０１の上に設置する。
工程２−１では、図７に示すように、第２のクレーン１２によりブロック下部材２０３を運搬し、トンネル底部の幅方向両端部で、ボックスカルバート２００Ａとトンネル側壁部との間に設置する。
工程２−２では、図８に示すように、第２のクレーン１２によりブロック上部材２０４を運搬し、設置済みのブロック下部材２０３の上に設置する。
【００４９】
本実施形態では、第１のクレーン１１により、ダンプトラック２０から置き場１３にセグメント及び床版用部材を荷卸しし、第２のクレーン１２により、置き場１３からシールド機１へのセグメントの供給と床版２００の組み立てとを実施することにより、２つのクレーンに仕事を分担させて、各クレーンの走行距離（トンネル前後方向の移動距離）を短くでき、作業時間の短縮を図ることができる。但し、１つのクレーンで、実施することも可能である。
【００５０】
一方、シールド機１による掘削土は、シールド機１において排土機構を構成するスクリューコンベア３、４により搬送され、スクリューコンベア４の後端付近の排出口４ａから排出される。この排出口４ａの直下には、土砂搬送設備を構成するベルトコンベア１４の一端部を配置してあり、掘削土はベルトコンベア１４により後続台車１０の上部を通って後方へ搬送される。ベルトコンベア１４の他端部は第４の台車１０Ｄに支持されているホッパー１５の上方に位置しているので、ベルトコンベア１４により搬送される掘削土は最終的にはベルトコンベア１４の他端部より落下してホッパー１５内に貯留される。
【００５１】
第３の台車１０Ｃ内の荷卸し位置にてセグメントＳＧ及び／又は床版用部材２０１〜２０４の荷卸しを終えたダンプトラック２０は、第４の台車１０Ｄ内の掘削土積込み位置に移動する。
掘削土積込み位置では、ホッパー１５の排出口を開操作して、運搬可能な重量の掘削土をダンプトラック２０に積込む。尚、ホッパー１５の排出側にスクリューコンベアを備え、スクリューコンベアの操作により、掘削土をダンプトラック２０に積込むようにすることもできる。
掘削土の積込みを終えたダンプトラック２０は、構築済みのトンネル坑内を切羽側から立坑側へ向けて走行する。
【００５２】
このように、本実施形態では、構築済みのトンネル坑内（床版２００上）を走行するタイヤ式の搬送車両（ダンプトラック２０）を用い、その往復移動で、セグメント及び床版用部材の搬入と掘削土の搬出とを効率的に行うことができる。但し、これらの搬送はタイヤ式の搬送車両に限るものではなく、バッテリーロコ等の軌道車両を用いて、これらの搬送を行うことも可能である。
【００５３】
本実施形態によれば、先端部で地中を掘削し後方部でセグメントを組み立てるシールド機１と、シールド機１の後方に連結されてシールド機１の掘進に伴って移動する後続台車１０と、を用いて、シールドトンネル１００を構築しつつ、シールド機１と後続台車１０との間で、床版２００を構築することにより、次のような効果が得られる。
セグメント坑の構築（セグメントＳＧの組み立て）後、速やかに床版２００を構築できる。これにより、セグメント坑の構築後、早期に、コンクリートブロック２００Ｂ（及びボックスカルバート２００Ａ）の重量で、海底トンネルなどでの浮き上がり防止を図ることができる。また、後続台車１０を床版２００上を移動させることができ、後続台車１０の安定走行が可能となる。よって、シールドトンネルの施工効率を向上させることができる。
【００５４】
次に、本発明に係るシールドトンネル用床版、及び、床版の構築を含むシールドトンネルの施工方法の他の実施形態について説明する。
図９は本発明の他の実施形態として床版構造を示すシールドトンネルの断面図、図１０は床版のトンネル軸方向の配列を示す平面図、図１１はボックスカルバートの側面図である。
【００５５】
図９の実施形態では、ボックスカルバート２００Ａの下部材２０１の底部に猫足状の脚部２１１が複数設けられ、トンネル底部との間に２０ｍｍ程度の空隙ｅ１が形成されるようにしている。
また、コンクリートブロック２００Ｂの下部材２０３の底部（図２の周面部ｂ）にも猫足状の脚部２１２が複数設けられ、トンネル底部との間に２０ｍｍ程度の空隙ｅ２が形成されるようにしている。
また、コンクリートブロック２００Ｂの下部材２０３のボックスカルバート２００Ａ側面に対向する側面（図２の側面部ａ）にも猫足状の突起部２１３が複数設けられ、ボックスルカルバート２００Ａとの互いの側面間に２０ｍｍ程度の空隙ｅ３が形成されるようにしている。
【００５６】
また、図１０を参照し、ボックスカルバート２００Ａのトンネル軸方向の長さＬ１に対し、コンクリートブロック２００Ｂのトンネル軸方向の長さＬ２は、２０ｍｍ程度短く形成される。例えばＬ１＝２０００ｍｍに対し、Ｌ２＝１９８０ｍｍとされる。尚。ボックスカルバート２００Ａの軸方向の長さＬ１は、セグメントのトンネル軸方向の長さと同じである。
従って、トンネル軸方向に、ボックスカルバート２００Ａを隙間無く並べ、これと同じピッチで、コンクリートブロック２００Ｂを並べることで、隣接するコンクリートブロック２００Ｂ、２００Ｂ間に２０ｍｍ程度の空隙ｅ４が形成されるようにしている。尚、ボックスカルバート２００Ａのトンネル軸方向に隙間を設けてもよい。
【００５７】
前記空隙ｅ１、ｅ２、ｅ３、ｅ４には、後処理として、特殊モルタルを注入し、一体化する。
このように空隙をあけて設置し、モルタルを注入して一体化する構造とすることで、寸法誤差を吸収でき、結果的に設置精度を向上させることができる。
【００５８】
この特殊モルタルの注入は次のように行う。
シールド機と後続台車との間での床版の構築後に、後続台車にて、複数リング分の床版に対し、まとめて行う。例えば、トンネルの１日当たりの掘進がセグメントで８リングの場合、１日当たり２時間程度かけて、８リング分の床版の前記空隙ｅ１〜ｅ４に特殊モルタルをまとめて注入する。後続台車にて、後続台車の下方の床版に対しモルタル注入を行うことで、注入設備は後続台車に搭載できる。
【００５９】
このとき、モルタル注入範囲の最も前位のボックスルカルバート２００Ａ及びコンクリートブロック２００Ｂの空隙には、図１１にボックスカルバート２００Ａの例で示すように、独立気泡合成樹脂又は特殊発泡合成ゴム製の型枠シール部材（モルトメール）２２０を使用して、注入モルタルに対する堰止めを行わせる。この部材２２０は埋め殺しにすればよい。
【００６０】
このように、モルタル注入による床板の一体化を後処理としてまとめて実施しても、セグメント坑の構築後、早期にボックスカルバート及びコンクリートブロックを設置できるので、設置した段階で海底トンネルなどでの浮き上がりが防止できる。また、後続台車の走行が可能となるので、シールド機の掘進により牽引されて移動する後続台車の走行に支障が生じない。また、後処理としてモルタルを注入することで、シールド機と後続台車との間で作業が輻輳するのを回避できる。また、後続台車の下方の床版に対してモルタル注入することで、注入設備を後続台車に搭載した場合、注入ホース等の注入設備を省設備とすることができる。また、後続台車の下方でモルタル注入が完了すれば、後続台車へ資機材を運搬するダンプトラックの走行する区間は床版がセグメントと堅固に接合されるので、ダンプトラックのタイヤにより床版がずれたりすることがない。
【００６１】
尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【００６２】
例えば、図示の実施形態では、コンクリートブロック２００Ｂは、上下方向に積層される２つの部材（下部材２０３と上部材２０４）に分割されているが、２つに限らず、複数の部材に分割されていればよい。また、ボックスカルバート２００Ａについても同様で、図示の実施形態では、上下方向に積層される２つの部材（下部材２０１と上部材２０２）に分割されているが、２つに限らず、複数の部材に分割されていればよい。また、ボックスカルバート２００Ａの分割数とコンクリートブロック２００Ｂの分割数とが同じである必要もない。
【符号の説明】
【００６３】
１  シールド機
２  カッターヘッド
３、４  スクリューコンベア（排土機構）
４ａ  排出口
５  エレクタ（セグメント組み付け機構）
６  セグメント搬送台車
７  シールドジャッキ（推進機構）
８  連結ビーム
１０（１０Ａ〜１０Ｄ）  後続台車
１１  第１のクレーン
１２  第２のクレーン
１１ａ、１２ａ  走行レール
１１ｂ、１２ｂ  横行レール
１１ｃ、１２ｃ  電気ホイスト
１３  置き場
１４  ベルトコンベア（土砂搬送設備）
１５  ホッパー
２０  ダンプトラック
１００  シールドトンネル（セグメント坑）
ＳＧ  セグメント
２００  床版
２００Ａ  ボックスカルバート
２００Ｂ  コンクリートブロック
２０１  ボックスカルバート下部材
２０２  ボックスカルバート上部材
２０３  ブロック下部材
２０４  ブロック上部材
２０５  間詰コンクリート
２１１、２１２  脚部
２１３  突起部
２２０  型枠シール部材
【要約】
【課題】  構造的に優れ、効率的に施工できるシールドトンネル用床版を提供する。
【解決手段】  床版２００は、トンネル底部の幅方向中央部に設置されるボックスカルバート２００Ａと、トンネル底部の幅方向両端部にボックスカルバート２００Ａを挟んで設置される左右一対のコンクリートブロック２００Ｂとから構成される。コンクリートブロック２００Ｂは、下部材２０３と上部材２０４との２つに分割されていて、これらの分割面Ｓ２は水平である。コンクリートブロック２００Ｂは、トンネル側壁部に空隙を隔てて対向する垂直面を有し、前記空隙に間詰コンクリート２０５が打設される。ボックスカルバート２００Ａ及びコンクリートブロック２００Ｂの設置は、シールド機と後続台車との間で行われる。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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