(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に掘進させたシールド掘削機の少なくとも一部を解体して撤去するシールド掘削機の撤去方法であって、
前記シールド掘削機の到達位置の地盤に掘削溝を掘削し、鉄筋籠を挿入して鉄筋コンクリート構造の地中連続壁を有する壁体ゾーンを構築する工程と、
前記壁体ゾーンの前記シールド掘削機を到達させる側の地盤に止水ゾーンを形成する工程と、
前記シールド掘削機の前面のカッタフェイスを前記地中連続壁の内部に貫入させる工程と、
前記カッタフェイス及び前記シールド掘削機の内部の隔壁を前記シールド掘削機から取り外して撤去する工程とを備え、
前記貫入時の前記シールド掘削機の軸方向と同一方向となる前記壁体ゾーンの厚さは、前記カッタフェイスから前記隔壁までの長さ以上であることを特徴とするシールド掘削機の撤去方法。
【請求項２】
前記壁体ゾーンとして、前記地中連続壁に隣接した地盤に地盤改良部又は泥水固化壁を構築することを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削機の撤去方法。
【請求項３】
前記壁体ゾーンの厚さは、前記カッタフェイスから前記隔壁までの長さの２倍以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールド掘削機の撤去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの掘削を終えたシールド掘削機の少なくとも一部を地中から撤去するシールド掘削機の撤去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中を掘進させたシールド掘削機は、立坑に到達させ、立坑内で解体して、カッタフェイスやシールドジャッキなどの部品を地中から撤去していた（特許文献１など参照）。
【０００３】
また、特許文献１−３には、一方から掘進させたシールド掘削機と、その反対側から掘進させたシールド掘削機とを対峙させ、２つのシールド掘削機を突合せて接合することでトンネルを貫通させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７９９８６号公報
【特許文献２】特開平６−３４６６８６号公報
【特許文献３】特開２００５−１２６９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の立坑にシールド掘削機を到達させて撤去する方法は、シールド掘削機を掘進させる深さに至る立坑を構築しなければならないため、工費及び工期がかかるうえに大量の掘削土が発生する。また、都市部においては、工事中に立坑から発生する騒音や煙などによる周辺環境への影響について配慮する必要がある。
【０００６】
さらに、従来の地中で２機のシールド掘削機を突合せて接合する方法では、双方のシールド掘削機に高い掘削精度が要求される。また、地中接合用の特殊な構造のシールド掘削機を製作しなければならないうえに、特許文献２に開示されているように接合部の周辺を凍結させるなどの対策が必要であり、工費が高くなる傾向にある。
【０００７】
また、２台のシールド掘削機の進捗を合わせる必要があり、何らかの理由で一方のシールド掘削機の到達が遅れると、他方のシールド掘削機は掘進が終了しているにも関わらず、工事を完了することができない。
【０００８】
そこで、本発明は、立坑を構築する必要がなく、シールドトンネル同士を連結させる場合も他方の進捗状況に関わらず、地中からシールド掘削機の少なくとも一部を撤去することが可能なシールド掘削機の撤去方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明のシールド掘削機の撤去方法は、地中に掘進させたシールド掘削機の少なくとも一部を解体して撤去するシールド掘削機の撤去方法であって、前記シールド掘削機の到達位置の地盤に掘削溝を掘削し、鉄筋籠を挿入して鉄筋コンクリート構造の地中連続壁を有する壁体ゾーンを構築する工程と、前記壁体ゾーンの前記シールド掘削機を到達させる側の地盤に止水ゾーンを形成する工程と、前記シールド掘削機の前面のカッタフェイスを前記地中連続壁の内部に貫入させる工程と、前記カッタフェイス及び前記シールド掘削機の内部の隔壁を前記シールド掘削機から取り外して撤去する工程とを備え、前記貫入時の前記シールド掘削機の軸方向と同一方向となる前記壁体ゾーンの厚さは、前記カッタフェイスから前記隔壁までの長さ以上であることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記壁体ゾーンとして、前記地中連続壁に隣接した地盤に地盤改良部又は泥水固化壁を構築することができる。また、前記壁体ゾーンの厚さは、前記カッタフェイスから前記隔壁までの長さの２倍以上とすることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
このように構成された本発明のシールド掘削機の撤去方法は、シールド掘削機の到達位置の地盤にコンクリート構造の地中連続壁を構築しておき、その地中連続壁に向けてシールド掘削機を掘進させる。そして、シールド掘削機のカッタフェイスを地中連続壁の内部に貫入させる。
【００１２】
このため、シールド掘削機の内側から隔壁及びカッタフェイスを取り外して撤去しても、シールド掘削機の開放された前面は地中連続壁に保護されているので安全に撤去作業をおこなうことができる。
【００１３】
そして、このように構成されたシールド掘削機の撤去方法であれば、到達側に立坑を構築したり、接合させるシールド掘削機の到達を待ったりしなくても、予定していた到達位置に到達した時点でシールド掘削機の撤去作業をおこなうことができる。
【００１４】
また、壁体ゾーンの厚さを、貫入させるシールド掘削機のカッタフェイスから隔壁までの長さ以上にすることによって、カッタフェイスが撤去されたトンネルを安定して存続させることができる。
【００１５】
さらに、壁体ゾーンの厚さをカッタフェイスから隔壁までの長さの２倍以上にすることによって、先行して地中連続壁に到達させたシールド掘削機によって構築されたトンネルに対して、反対側から掘進させたシールド掘削機を地中連続壁の内部で接続して２本のトンネルを貫通させることが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態のシールド掘削機の撤去方法を説明する斜視図である。
【図２】壁体ゾーンを構築する工程を説明する断面図である。
【図３】止水ゾーンを構築する工程を説明する断面図である。
【図４】シールド掘削機を地中連続壁の内部に貫入させる工程を説明する断面図である。
【図５】シールド掘削機からカッタフェイス及び隔壁を撤去する工程を説明する断面図である。
【図６】実施例のシールド掘削機の撤去方法を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１−図５は、本実施の形態のシールド掘削機１の撤去方法を説明する図である。このシールド掘削機１は、発進基地としての発進立坑（図示省略）から発進させ、地盤Ｇの所定の位置まで掘進させた後に掘進を終了させる。
【００１９】
このように地盤Ｇの途中でシールド掘削機１の掘進を終了させる場合として、次のような場合がある。例えば、図６に示すように互いに反対方向に掘進するシールド掘削機１，１Ａを地中で接合する場合において、一方のシールド掘削機１Ａの到達が遅れているときに、他方のシールド掘削機１の掘進が先に終了して待機状態になることがある。
【００２０】
また、シールド掘削機１を到達させるための立坑を構築する場所がない、周辺地域の環境悪化を抑えたい、工期が間に合わない、工費を削減したいなどの理由で到達立坑を構築しない場合も、シールド掘削機１の掘進を地盤Ｇの所定の位置で終了させる。以下、本実施の形態では、到達立坑を構築しない場合について説明する。
【００２１】
このシールド掘削機１は、図１及び図４に示すように、前面にフィッシュテール１１ａとカッタビット１１ｂとを有する円盤状のカッタフェイス１１と、その後方に延設される円筒状のスキンプレート１２と、スキンプレート１２の内部をカッタフェイス１１側とトンネル１０側とに区切る隔壁１３とを主に備えている。また、シールド掘削機１の内部には、シールドジャッキ１４、送泥管１５なども配置されている。
【００２２】
本実施の形態では、図１に示すように、シールド掘削機１の予定された到達位置に、予め地中連続壁３を構築する。この地中連続壁３は、鉄筋コンクリート構造であって、構造体としての所定の剛性を備えている。
【００２３】
また、この地中連続壁３は、地表まで一様に構築することができるが、ここでは、所定の剛性が必要とされる範囲だけ鉄筋コンクリート構造とし、上部は、泥水固化壁３１とする。この泥水固化壁３１は、周囲の地盤Ｇと同程度の強度であればよい。例えば、泥水固化壁３１は、地中連続壁３を構築するために掘削された掘削溝に固化材を充填することによって形成される。
【００２４】
さらに、図１に示すように、地中連続壁３のシールド掘削機１を到達させる側の地盤Ｇには、地盤改良部４を構築する。この地盤改良部４は、例えば原位置の地盤Ｇに対してセメントミルクを混合しながら撹拌する深層混合処理工法や芯材を入れないソイルセメント柱列壁工法などによって形成される。
【００２５】
そして、この地中連続壁３と地盤改良部４とを合わせて壁体ゾーン３０とする。この壁体ゾーン３０として必要な厚さは、シールド掘削機１のカッタフェイス１１の前面（フィッシュテール１１ａ先端）から隔壁１３までの長さＬ以上であればよい。ここで、地中連続壁３、地盤改良部４及び壁体ゾーン３０の厚さとは、貫入させるシールド掘削機１の軸方向と同一方向を指す。
【００２６】
本実施の形態では、図４に示すように、地中連続壁３の厚さＢだけで、カッタフェイス１１の前面から隔壁１３までの長さＬ以上となっている。よって、壁体ゾーン３０の厚さは充分な厚さを備えているといえる。また、壁体ゾーン３０は、貫入されるシールド掘削機１の周囲を覆うことができる高さ及び幅に形成される。
【００２７】
また、壁体ゾーン３０のシールド掘削機１を到達させる側の地盤Ｇには、図１に示すように、止水ゾーン５を形成する。この止水ゾーン５は、例えば地盤Ｇに薬液を注入することによって形成される。そして、この止水ゾーン５によって、壁体ゾーン３０に貫入されたシールド掘削機１の内部に地盤Ｇから地下水が流れ込むことが防止される。
【００２８】
次に、本実施の形態のシールド掘削機１の撤去方法について、図２−図５を参照しながら説明する。
【００２９】
まず、図２に示すように、シールド掘削機１の到達位置の地盤Ｇの手前に地盤改良部４を構築する。この地盤改良部４は、地表からオーガなどによって所定の深さの地盤Ｇを切削し、セメントミルクを吐出させながら混合することによって構築する。
【００３０】
そして、この地盤改良部４に隣接した位置の地盤Ｇを、地表から溝状に掘削する。この掘削は、ベントナイト泥水などによって孔壁を保護しながらおこなう。さらに、このようにして形成された掘削溝に鉄筋籠（図示省略）を挿入し、コンクリートを流し込むことによって鉄筋コンクリート製の地中連続壁３を構築する。
【００３１】
この地中連続壁３は、図２に示すように地盤改良部４と同程度の高さまで構築される。そして、地中連続壁３の上方の掘削溝には、セメントを投入してベントナイト泥水を固め、泥水固化壁３１を形成する。なお、地中連続壁３と地盤改良部４の構築順序は、いずれを先に構築する工程であってもよい。
【００３２】
続いて、図３に示すように、壁体ゾーン３０の手前の地盤Ｇに対して、地表から注入管を差し込んで薬液を注入することで止水ゾーン５を形成する。これによって、シールド掘削機１を貫入させる側の地中連続壁３の側面が、止水性の高い地盤改良部４及び止水ゾーン５によって被覆されたことになる。
【００３３】
そして、図４に示すように、地中連続壁３に向けてシールド掘削機１を掘進させる。このシールド掘削機１の後方には、円弧状のセグメント２，・・・を組み立てることによって円筒状のトンネル１０が形成される。
【００３４】
また、トンネル１０の外周には、シールド掘削機１の後部から止水性の高い裏込め材２１が注入される。そして、止水ゾーン５では、セグメント２と止水ゾーン５の掘削面との間に裏込め材２１が充填され、止水ゾーン５と一体になってシールド掘削機１周辺の止水性が確保される。
【００３５】
このように止水ゾーン５を貫通し、地盤改良部４を貫通して地中連続壁３に到達したシールド掘削機１の周囲には、地下水がほとんど流れ込まない状態になっている。また、シールド掘削機１の前面の周囲は、剛性の高い地中連続壁３で覆われた安定した状態となっている。
【００３６】
そこで、シールド掘削機１の掘進が終了した後に、トンネル１０内からシールド掘削機１の内部のシールドジャッキ１４、送泥管１５などの機材を撤去する。
【００３７】
また、シールド掘削機１の内部から隔壁１３を切断し、撤去する。さらに、その前方のカッタフェイス１１を解体し、撤去する。このように内部の資機材が撤去されたシールド掘削機１は、図５に示すようにスキンプレート１２だけが残された状態になる。
【００３８】
そして、カッタフェイス１１が撤去されたトンネル１０の先端は、地中連続壁３の切削された壁面が露出された状態になる。この壁面は、そのままでも良いが、必要に応じて鉄板やコンクリートなどによって覆い、保護する。
【００３９】
次に、本実施の形態のシールド掘削機１の撤去方法の作用について説明する。
【００４０】
このように構成された本実施の形態のシールド掘削機１の撤去方法は、シールド掘削機１の到達位置の地盤Ｇに鉄筋コンクリート構造の地中連続壁３を予め構築しておき、その地中連続壁３に向けてシールド掘削機１を掘進させる。そして、シールド掘削機１のカッタフェイス１１を地中連続壁３の内部に貫入させる。
【００４１】
このため、シールド掘削機１の内側から隔壁１３及びカッタフェイス１１を取り外して撤去しても、シールド掘削機１の開放された前面は地中連続壁３に保護されているので安全に撤去作業をおこなうことができる。
【００４２】
また、シールド掘削機１は、前面が地中連続壁３に覆われているうえに、その後方は地盤改良部４及び止水ゾーン５によって覆われているため、シールド掘削機１の開放された箇所から内部に向けて水が流れ込むことがない。
【００４３】
そして、このような撤去作業は到達立坑を構築しなくても実施できるので、工費及び工期を削減することができる。また、周辺環境への負荷を最小限に抑えることができる。
【００４４】
例えば、到達立坑の構築にかかる施工期間は１２ヶ月であるのに対し、地中連続壁３であれば３ヶ月に短縮できる。また、到達立坑を構築すれば地中連続壁３を構築する場合に比べて大量の掘削土が発生する。さらに、到達立坑を構築した場合は、シールド掘削機１を解体する際に発生する騒音や煙が地上にまで拡がるが、地中連続壁３であれば煙などが地上まで上昇することがない。
【００４５】
また、壁体ゾーン３０の厚さをカッタフェイス１１から隔壁１３までの長さＬ以上にすることによって、カッタフェイス１１が撤去されたトンネル１０を安定して存続させることができる。
【００４６】
さらに、トンネル１０の先端は、剛性の高い地中連続壁３によって支持されることになるので、沈下の発生を抑えることができる。
【実施例】
【００４７】
次に、前記実施の形態とは別の形態のシールド掘削機１の撤去方法について、図６を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００４８】
この実施例では、前記実施の形態で説明したようにシールド掘削機１を地中連続壁３Ａに貫入させた後に、反対側から地中連続壁３Ａに向けて掘進させたシールド掘削機１Ａと接続させる場合について説明する。
【００４９】
この実施例では、地中連続壁３Ａの両側に地盤改良部４，４Ａと止水ゾーン５，５Ａとをそれぞれ構築する。すなわち、もう一方のシールド掘削機１Ａを到達させる側の地盤Ｇにも地盤改良部４Ａと止水ゾーン５Ａとを構築する。
【００５０】
また、このシールド掘削機１Ａを地中連続壁３Ａに到達させる時期は、シールド掘削機１を到達させる時期の前後又はほとんど同時などのいずれのタイミングであってもよい。この実施例では、後からシールド掘削機１Ａを到達させる場合について説明する。
【００５１】
この地中連続壁３Ａの厚さＢは、２機のシールド掘削機１，１Ａのカッタフェイス１１の前面（フィッシュテール１１ａ先端）から隔壁１３までの長さＬが貫入可能な長さ以上であればよい。すなわち、２機のシールド掘削機１，１Ａが同じ大きさであれば、カッタフェイス１１の前面から隔壁１３までの長さＬの２倍以上の長さにすればよい。
【００５２】
そして、図６に示すように、シールド掘削機１によって形成されたトンネル１０先端の開口部に向けてシールド掘削機１Ａを掘進させる。このシールド掘削機１Ａは、止水ゾーン５Ａを貫通し、地盤改良部４Ａを貫通して地中連続壁３Ａに到達する。
【００５３】
このシールド掘削機１Ａが到達したときには、先行して到達したシールド掘削機１のカッタフェイス１１や隔壁１３などは既に撤去されており、トンネル１０の先端が開口した状態となっている。
【００５４】
そこで、地中連続壁３Ａの内部において、このトンネル１０の開口部にシールド掘削機１Ａを接続させ、２本のトンネルを貫通させる。この接続は、地中連続壁３に形成された開口に対してシールド掘削機１Ａの位置を合わせておこなうだけなので、多少の施工誤差があったとしても容易に接続させることができる。
【００５５】
また、２機のシールド掘削機１，１Ａを、地中で直接、接合させる方法でないため、通常の構造のシールド掘削機１，１Ａを使用することができ、コストを抑えることができる。
【００５６】
さらに、接続させるシールド掘削機１Ａの進捗状況に関わらず、予定していた到達位置に到達した時点でシールド掘削機１の撤去作業をおこなうことができる。このため、シールド掘削機１によるトンネル１０の工事を、シールド掘削機１Ａの到達を待つことなく完了させることができる。また、一部でもトンネル１０を早期に完成させることができれば、部分供用を開始するなど有効に活用することができる。
【００５７】
さらに、トンネル１０の先端は、剛性の高い地中連続壁３Ａによって支持されるので、一体化させることによってトンネが安定する設計となっている場合でも、シールド掘削機１Ａとの接続による完成を待たなくても沈下の発生を抑えることができる。
【００５８】
なお、この他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。
【００５９】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００６０】
例えば、前記実施の形態及び実施例では、地中連続壁３（３Ａ）と地盤改良部４（４，４Ａ）とによって壁体ゾーン３０（３０Ａ）を構成したが、これに限定されるものではなく、地中連続壁３（３Ａ）だけで構成された壁体ゾーンであってもよい。
【００６１】
また、前記実施の形態及び実施例では、鉄筋コンクリート構造の地中連続壁３（３Ａ）について説明したが、これに限定されるものではなく、鉄筋が配置されない無筋のコンクリート構造の地中連続壁であってもよい。さらに、シールド掘削機１を貫入させる部分をカッタビット１１ｂで切削しやすい材料に置き換えた構造であってもよい。例えば、プラスチック発泡体をガラス長繊維などで補強した合成樹脂材料や切削容易な新素材コンクリートなどに置き換えることができる。
【００６２】
さらに、前記実施の形態及び実施例では、地中連続壁３（３Ａ）に隣接して地盤改良部４（４Ａ）を構築したが、これに限定されるものではなく、地盤改良部４（４Ａ）に替えて泥水固化壁を地中連続壁３（３Ａ）のシールド掘削機１を到達させる側の地盤Ｇに構築することもできる。この場合は、地中連続壁３（３Ａ）とそれに隣接する泥水固化壁とによって壁体ゾーンが形成される。
【００６３】
また、前記実施の形態及び実施例では、地中連続壁３の厚さＢだけでカッタフェイス１１の前面（フィッシュテール１１ａ先端）から隔壁１３までの長さＬ以上（又は２Ｌ以上）の長さを満たしているが、これに限定されるものではなく、地中連続壁３（３Ａ）と地盤改良部４（４，４Ａ）とを合わせた壁体ゾーン３０（３０Ａ）の厚さがカッタフェイス１１の前面から隔壁１３までの長さＬ以上（又は２Ｌ以上）の長さになっていればよい。
【００６４】
さらに、本発明のシールド掘削機１の撤去方法は、既存の地中構造物にシールド掘削機１によって構築されたトンネル１０を連結させる場合にも利用できる。すなわち、既存の地中構造物に隣接して地中連続壁３を構築し、その地中連続壁３にシールド掘削機１を到達させた後に、既存の地中構造物の内部と連通させることができる。このようにすることによって、既存の地中構造物が経年劣化などの理由で充分な強度を有していない場合でも、既存の地中構造物への影響を最小限に抑えてトンネル１０との連結をおこなうことができる。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ａ        シールド掘削機
３，３Ａ        地中連続壁
３０，３０Ａ    壁体ゾーン
４，４Ａ        地盤改良部
５，５Ａ        止水ゾーン
１１            カッタフェイス
１３            隔壁
Ｇ              地盤
【図１】
0005495874.tif 000002
【図２】
0005495874.tif 000003
【図３】
0005495874.tif 000004
【図４】
0005495874.tif 000005
【図５】
0005495874.tif 000006
【図６】
0005495874.tif 000007