(57)【要約】【課題】高水圧条件下においても、立坑内に土砂が流入することなく大断面トンネルを掘削できるシールド掘削機の発進エントランス構造を提供する。【解決手段】発進口１の開口縁部に設けられシールド掘削機１が通過する外側エントランス３０と、シールド掘削機１の後端部に着脱可能に設けられシールド掘削機１の発進後に外側エントランス３０の内側に設置される内側エントランス５０とを備えており、外側エントランス３０は、シールド掘削機１０の外周面に接した後に内側エントランス５０の外周面に接する第一止水手段３１を備え、内側エントランス５０は、トンネル２０の外周面に接する第二止水手段５５を備えており、第一止水手段３１と第二止水手段５５は、チューブシール構造および圧縮シール構造のいずれか一方にてそれぞれ構成されている。【選択図】図５
2014037675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発進口の開口縁部に設けられシールド掘削機が通過する外側エントランスと、前記シールド掘削機の後端部に着脱可能に設けられ前記シールド掘削機の発進後に前記外側エントランスの内側に設置される内側エントランスとを備えたシールド掘削機の発進エントランス構造であって、
前記外側エントランスは、前記シールド掘削機の外周面に接した後に前記内側エントランスの外周面に接する第一止水手段を備え、
前記内側エントランスは、前記シールド掘削機で構築されたトンネル覆工の外周面に接する第二止水手段を備えており、
前記第一止水手段と前記第二止水手段は、チューブシール構造および圧縮シール構造のいずれか一方にてそれぞれ構成されており、
前記チューブシール構造は、リップ状のエントランスシールと、前記エントランスシールの先端リップ部に沿って設けられたチューブ材とを備えてなり、前記チューブ材を膨張させることで前記先端リップ部を内側止水対象物に付勢させてなり、
前記圧縮シール構造は、外側に配置された枠部材と、前記枠部材の内側に設けられた弾性部材と、前記弾性部材を圧縮する圧縮手段とを有しており、前記圧縮手段で前記弾性部材を圧縮変形させることで、前記枠部材および内側止水対象物に前記弾性部材を密着させてなる
ことを特徴とするシールド掘削機の発進エントランス構造。
【請求項２】
前記内側エントランスは、牽引ワイヤーを介して前記シールド掘削機に着脱可能に固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削機の発進エントランス構造。
【請求項３】
前記圧縮手段は、前記弾性部材をその前後から挟み込む一対のプレート材と、前記プレート材を互いに引き寄せ合う締付部材とを備えて構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシールド掘削機の発進エントランス構造。
【請求項４】
前記弾性部材は、前記締付部材の締付方向に沿って積層された複数のゴム板材によって構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載のシールド掘削機の発進エントランス構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘削機の発進エントランス構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に高速道路のような大空間を構築する場合に、１台のシールド掘削機で掘削するにはその寸法に限界がある。そこで、小断面のシールド掘削機を使用して大空間を構築する工法が開発されている（特許文献１参照）。この工法は、大断面トンネルとなる部分を包囲するように多数本の小断面トンネルを隣接して構築し、その内部にコンクリートを打設して大断面トンネルの天井、壁に相当する部分を構築する。その後に、天井、壁で周囲を囲った状態で、その内部を掘削して大断面トンネルを構築する。
【０００３】
この工法においては、小断面トンネルの周囲にモルタルなどからなる改良層を所定厚さで形成する場合がある。この場合、周囲を改良層で厚く包囲された小断面トンネルを先行して構築した後、後行するシールド掘削機で先行小断面トンネルの改良層の一部を削りながら後行小断面トンネルを構築する。後行小断面トンネルの周囲にも改良層を形成する。こうして、改良層が重複した小断面トンネルが多数本並べられたら、小断面トンネルの隣接部分を地中で接続して天井、壁を構築する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１５８６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トンネルの周囲に改良層が形成されたトンネルを地中に構築するには、トンネル断面の外側部分に改良層の充填空間を確保するために、シールド掘削機の掘削断面をトンネル断面よりも大きくしておく必要がある。このような構成では、立坑からシールド掘削機が発進して発進口を通過した後、発進口の内周縁部とトンネルの外周面との隙間が大きく開くため、立坑内に土砂が流入してしまう問題があった。そこで、例えば特許文献１においては、図８に示すように、立坑開口部１００の内側全周に、シールド掘削機１１０の外周面との間を止水するシール部材１２０を設けるとともに、シールド掘削機１１０の後端の全周にシールド掘削機１１０の外殻１１１と、トンネル１１２の外周面との隙間を塞ぐ閉塞部材１２１を取り付けた構造が提案されていた。閉塞部材１２１は、シールド掘削機１１０の端部が立坑開口部１００に到達した際に、シールド掘削機１１０から取り外され、シール部材１２０と合わさって立坑開口部１００とトンネル１１２の外周面との隙間を止水するようになっていた。
【０００６】
しかしながら、特許文献１においては、前記のシールド掘削機１１０は、土被りの小さいトンネルを対象としたものであり、比較的簡単な構造のエントランスシールなどで止水している。したがって、そのままのシールド掘削機１１０では、高水圧に対抗することができず、大深度の高水圧条件下では、立坑内に土砂が流入してしまう虞があった。
【０００７】
このような観点から、本発明は、高水圧条件下においても、立坑内に土砂が流入することなく大断面トンネルを掘削できるシールド掘削機の発進エントランス構造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】
【０００８】
このような課題を解決するために創案された本発明は、発進口の開口縁部に設けられシールド掘削機が通過する外側エントランスと、前記シールド掘削機の後端部に着脱可能に設けられ前記シールド掘削機の発進後に前記外側エントランスの内側に設置される内側エントランスとを備えたシールド掘削機の発進エントランス構造であって、前記外側エントランスは、前記シールド掘削機の外周面に接した後に前記内側エントランスの外周面に接する第一止水手段を備え、前記内側エントランスは、前記シールド掘削機で構築されたトンネル覆工の外周面に接する第二止水手段を備えており、前記第一止水手段と前記第二止水手段は、チューブシール構造および圧縮シール構造のいずれか一方にてそれぞれ構成されており、前記チューブシール構造は、リップ状のエントランスシールと、前記エントランスシールの先端リップ部に沿って設けられたチューブ材とを備えてなり、前記チューブ材を膨張させることで前記先端リップ部を内側止水対象物に付勢させてなり、前記圧縮シール構造は、外側に配置された枠部材と、前記枠部材の内側に設けられた弾性部材と、前記弾性部材を圧縮する圧縮手段とを有しており、前記圧縮手段で前記弾性部材を圧縮変形させることで、前記枠部材および内側止水対象物に前記弾性部材を密着させてなることを特徴とするシールド掘削機の発進エントランス構造である。
【０００９】
本発明によれば、外側エントランスおよび内側エントランスの両方において、高い止水性能を確保できるので、シールド掘削機の発進時および発進後の両方において、立坑内へ土砂が流入するのを防止できる。したがって、大深度の高水圧条件下においても、シールド掘削機を発進させることができ、大断面トンネルを構築することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記内側エントランスは、牽引ワイヤーを介して前記シールド掘削機に着脱可能に固定されていることを特徴とする。このような構成によれば、内側エントランスを容易に着脱することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記圧縮手段が、前記弾性部材をその前後から挟み込む一対のプレート材と、前記プレート材を互いに引き寄せ合う締付部材とを備えて構成されていることを特徴とする。このような圧縮手段によれば、締付部材で、容易に弾性部材を圧縮できるとともに、圧縮量を調整することができる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記弾性部材が、前記締付部材の締付方向に沿って積層された複数のゴム板材によって構成されていることを特徴とする。このような弾性部材によれば、弾性部材が変形しやすくなるので、弾性部材が止水対象物の形状に追従して止水性能を高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高水圧条件下においても、立坑内に土砂が流入することなく大断面トンネルを掘削することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】発進口、シールド掘削機およびトンネル覆工を示した斜視図である。
【図２】シールド掘削機が発進口を通過する状態を示した断面図である。
【図３】図２の要部を示した拡大断面図である。
【図４】シールド掘削機が発進口を通過した後の状態を示した断面図である。
【図５】内側エントランスを発進口に固定した状態を示した拡大断面図である。
【図６】他の実施形態に係る第二止水手段を示した拡大断面図である。
【図７】他の実施形態に係る第一止水手段および第二止水手段を示した拡大断面図である。
【図８】従来のシールド掘削機の発進状態を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るシールド掘削機の発進エントランス構造は、シールド掘削機１０が立坑の土留壁に形成された発進口１に適応される発明である。まず、シールド掘削機１０、発進口１およびその周辺各部の構造について説明する。
【００１６】
シールド掘削機１０は、トンネル覆工２０の周囲にモルタル充填などによる改良層を形成するために、シールド掘削機１０の外殻１１の内法寸法が、後方に組み立てられるトンネル覆工２０の外周寸法よりも改良層の厚さ分、大きく設定されている。シールド掘削機１０は、矩形の四隅が外側に張り出した異形断面を呈している。トンネル覆工２０は、矩形断面を呈しており、シールド掘削機１０の外殻１１と間隔をあけて組み立てられている。トンネル覆工２０は、鉄筋コンクリート製セグメントを組み立てて構成されている。なお、トンネル覆工２０の構成材料は、鉄筋コンクリート製セグメントに限定されるものではなく、鋼製セグメントにて構成される場合もある。トンネル覆工２０の外周面と掘削側面との隙間には、改良層となるモルタルなどが充填されている。
【００１７】
発進口１は、シールド掘削機１０の断面形状よりひと回り大きい開口部からなり、シールド掘削機１０が通過可能になっている。図４に示すように、発進口１の内側には、外側エントランス３０と内側エントランス５０が二重になって設けられており、内側エントランス５０の内側には、トンネル覆工２０が配置されている。
【００１８】
図２および図４に示すように、外側エントランス３０は、発進口１の開口縁部に沿って無端状に設けられている。シールド掘削機１０は、掘削を開始すると、外側エントランス３０の内側を通過する（図２参照）。外側エントランス３０の内側には、内側エントランス５０が設置される（図４参照）。外側エントランス３０は、シールド掘削機１０の外周面に接した後に内側エントランス５０の外周面に接する第一止水手段３１を備えている。つまり、外側エントランス３０は、シールド掘削機１０の通過時には、発進口１の内周面とシールド掘削機１０の外殻１１との隙間をシールし（図２参照）、シールド掘削機１０の通過後には、発進口１の内周面と内側エントランス５０との隙間をシールする（図４参照）。
【００１９】
第一止水手段３１は、チューブシール構造にて構成されている。図３に示すように、チューブシール構造は、エントランスシール３２と、チューブ材４０と、反転防止用押え板４５とを備えて構成されている。
【００２０】
エントランスシール３２は、発進口１の開口縁部に設けられた弾性部材である。エントランスシール３２は、例えば、プレート状の弾性ゴムにて構成されており、発進口１の開口縁部の形状に沿って枠状を呈するように形成されている。エントランスシール３２の外周部３３は、発進口１の開口縁部の立坑内空側表面３に面接触して固定されている。エントランスシール３２の内周部３４は、シールド掘削機１０の発進前においては、発進口１の開口部の中心側に向かって延在している。内周部３４は、シールド掘削機１０の発進によって、発進口１の内部で進行方向前方に押し込まれており、その状態でリップ部（先端リップ部）を構成している。内周部３４は、全周に渡って、シールド掘削機１０の外周面（図３参照）または内側エントランス５０の外周面（図５参照）に面接触している。
【００２１】
チューブ材４０は、ゴムチューブからなり、発進口１の内周面に沿って周設されている。エントランスシール３２の内周部３４が、シールド掘削機１０によって発進口１の内部に押し込まれると、内周部３４がチューブ材４０に接触することとなる。ここで、エントランスシール３２のリップ部の外側と発進口１の内周面との間にチューブ材４０が介設された状態となる。チューブ材４０は、発進口１の内周面の全周に渡って一体の環状に形成されていている。なお、チューブ材４０は、連続した環状（無端状）に限定されるものではなく、複数に分割されて、組み合わさることで環状となるようにしてもよい。
【００２２】
チューブ材４０の内部には、空気または流体が充填されている。チューブ材４０は、内圧を高めると、膨張することで断面が広がろうとするが、外周側は発進口１の内周面によって押さえられて外側には広がらないので、内側（発進口１の中央側）に向かって広がる。つまり、チューブ材４０がエントランスシール３２のリップ部を、シールド掘削機１０または内側エントランス５０（内側止水対象物）に向けて付勢し、エントランスシール３２のリップ部は、シールド掘削機１０または内側エントランス５０に密着する。
【００２３】
反転防止用押え板４５は、地下水圧によるエントランスシール３２の反転を防止するために、エントランスシール３２を立坑内空側から押さえる部材である。反転防止用押え板４５は、金属製の板ばねにて構成されている。反転防止用押え板４５は、発進口１の開口縁部の周方向に沿って間隔をあけて配列されている。反転防止用押え板４５は、発進口１の開口縁部に固定される基端部４６と、ヒンジを介して基端部４６に接続された先端部４７とを備えている。
【００２４】
反転防止用押え板４５の基端部（外側の端部）４６は、エントランスシール３２の外周部３３を覆うように配置されている。反転防止用押え板４５は、発進口１の開口縁部に埋設されたアンカーボルト４８ａとナット４８ｂによって、発進口１の立坑内空側表面３に固定されている。反転防止用押え板４５は、シールド掘削機１０の発進前においては、発進口１の開口部の中心側に向かって延在しているが、シールド掘削機１０の発進後は、掘進方向前方に向かって屈曲する。反転防止用押え板４５の先端部４７は、シールド掘削機１０の発進後においては、ヒンジを介して掘進方向前方に向かって傾斜している。この先端部４７が、エントランスシール３２の内周部３４を掘進方向前方に押さえることで、エントランスシール３２が立坑内空側へ反転するのを防止している。
【００２５】
図２および図５に示すように、内側エントランス５０は、シールド掘削機１０が発進口１を通過するまでは、シールド掘削機１０の外殻１１の後端部に接続されており（図２参照）、シールド掘削機１０が発進口１を通過した後は、外側エントランス３０の内側に配置されて固定される（図５参照）。内側エントランス５０の内側には、シールド掘削機１０内で組み立てられたトンネル覆工２０が配置される。内側エントランス５０は、外周側が外側エントランス３０の内側に接するとともに、内周側がトンネル覆工２０の外周面に接する第二止水手段５５を備えてなる。内側エントランス５０は、外側エントランス３０とトンネル覆工２０との隙間を塞いでシールする。
【００２６】
図３および図５に示すように、第二止水手段５５は、圧縮シール構造にて構成されている。圧縮シール構造は、外周部を構成する枠部材５６と、枠部材５６の内側に設けられた弾性部材５７と、弾性部材５７を圧縮する圧縮手段５８とを有している。
【００２７】
枠部材５６は、鋼板にて構成されている。枠部材５６の外周線はシールド掘削機１０の外殻１１の外周線と略同等の形状である。枠部材５６は、矩形環状に構成されている。枠部材５６の掘進方向後端部は、外側に広がって傾斜している。つまり、枠部材５６の後端部は、掘進方向前方に向かうに連れてトンネル覆工２０に近付くようになっている。
【００２８】
弾性部材５７は、枠部材５６とトンネル覆工２０との間に設けられている。弾性部材５７は、枠部材５６の内周面に当接するように配置されており、圧縮手段５８によって挟持されている。弾性部材５７は、枠部材５６の周方向全周に渡って延在している。弾性部材５７の内周面は、トンネル覆工２０の外周面に沿った矩形形状を呈している。
【００２９】
本実施形態の弾性部材５７は、掘進方向後方側（図３中、左側）と前方側（図３中、右側）の二箇所に設けられている。後方側の弾性部材５７と前方側の弾性部材５７は、異なった形状を呈しており、これらを区別する場合は、後方側の弾性部材５７を「第一弾性部材５７ａ」と称し、前方側の弾性部材５７を「第二弾性部材５７ｂ」と称する。第一弾性部材５７ａと第二弾性部材５７ｂは、掘進方向前後に互いに隙間をあけて設けられている。
【００３０】
第一弾性部材５７ａは、掘進方向に積層された複数のゴム板材５９，５９…によって構成されている。ゴム板材５９には、貫通孔が形成されている。この貫通孔には、圧縮手段５８の締付部材である長尺ボルト６２が挿通されている。各ゴム板材５９，５９…は同形状且つ同一の材質にて形成されている。なお、ゴムの硬度は、例えば、掘進方向前側を硬くして後側を軟らかくするというように、変化させてもよい。隣接するゴム板材５９，５９同士は、接着剤で固定されている。なお、ゴム板材５９を付着性（粘着性）の高い材質で形成した場合は、接着剤を用いなくてもよい場合がある。
【００３１】
第二弾性部材５７ｂは、一のゴムブロック６０にて構成されている。ゴムブロック６０は、ゴム板材５９よりも厚く形成されている。ゴムブロック６０には、圧縮手段５８の締付部材である長尺ボルト６２用の貫通孔（図示せず）が形成されている。なお、第一弾性部材５７ａと第二弾性部材５７ｂ間の隙間には、テールシーラ６９等のシール材を充填して止水性能を高めている。なお、地山の地下水圧が低い場合には、シール材を充填しなくてもよい場合がある。
【００３２】
圧縮手段５８は、一対のプレート材６１ａ，６１ｂと、これらプレート材６１ａ，６１ｂを互いに引き寄せ合う締付部材とを備えて構成されている。本実施形態では、締付部材は、長尺ボルト６２と袋ナット６４にて構成されている。
【００３３】
一対のプレート材６１ａ，６１ｂは、掘進方向に間隔をあけて、弾性部材５７を挟み込むように配置されている。圧縮手段５８は、弾性部材５７を掘進方向に圧縮する。一対のプレート材６１ａ，６１ｂは、いずれも掘進方向に直交しており、互いに平行になるように配置されている。
【００３４】
掘進方向前方側に位置するプレート材６１ａは、枠部材５６の内周面に溶接等によって固定されており、その中央部に長尺ボルト６２用の貫通孔６３と、長尺ボルト６２が螺合する袋ナット６４が形成されている。掘進方向後方側に位置するプレート材６１ｂは、枠部材５６に直接固定されておらず、長尺ボルト６２で弾性部材５７と一体に挟持されることで、プレート材６１ａを介して枠部材５６に固定されている。プレート材６１ｂの中央部には、長尺ボルト６２用の貫通孔６５が形成されている。
【００３５】
以上のような構成によれば、弾性部材５７を、圧縮手段５８でシールド掘削機１０の掘進方向に圧縮すると、掘進方向の直交方向に広がるように変形し、トンネル覆工２０の外周面を押圧する。これによって、弾性部材５７は、周方向全周に渡って隙間が無いようにトンネル覆工２０の外周面に面接触して、トンネル覆工２０を押圧するので、トンネル覆工２０との間の止水性能を高めることができる。
【００３６】
特に、本実施形態では、掘進方向前方側のプレート材６１ａが枠部材５６に固定されて、その後方から第一弾性部材５７ａが圧縮されるようになっているので、第一弾性部材５７ａは、圧縮されると前方に移動する。ここで、枠部材５６の掘進方向後端部が、前方に向かうに連れてトンネル覆工２０に近付くようになっているので、第一弾性部材５７ａが圧縮されると、前方に押され、枠部材５６の傾斜に沿ってトンネル覆工２０側に押し出される。よって、第一弾性部材５７ａがトンネル覆工２０を強く押圧することとなり、第一弾性部材５７ａとトンネル覆工２０間の止水性能をより一層高めることができる。
【００３７】
なお、圧縮手段５８は、前記構成に限定されるものではない。たとえば、掘進方向前方側（図３中、右側）に位置する第二弾性部材５７ｂ用の圧縮手段５８のように、プレート材に固定される袋ナットに代えて通常のナット６６を用いてもよい。
【００３８】
一方、図３においては、第一弾性部材５７ａが、複数のゴム板材５９，５９…によって構成されて、第二弾性部材５７ｂが、一のゴムブロック６０にて構成されているが、両方の弾性部材を複数のゴム板材で構成してもよいし、両方の弾性部材を一のゴムブロックで構成してもよい（図示せず）。また、弾性部材５７の個数は２つに限定されるものではなく、掘進方向において単数であってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００３９】
図３および図５に示すように、第二弾性部材５７ｂのプレート材６１ａの先端（発進口１の開口部の中心側先端）には、内側エントランス５０をシールド掘削機１から牽引するための牽引ワイヤー５４が接続されている（なお、図２および図４では牽引ワイヤーの図示を省略している）。牽引ワイヤー５４は、後記するテールシール７０のブラシ内を通過して、シールド掘削機１０内まで延在している。牽引ワイヤー５４の前端部は、シールド掘削機１０内に着脱自在に固定されている。なお、牽引ワイヤー５４に代えて、一定幅の鉄板を用いて内側エントランスを牽引するようにしてもよい。この場合も、鉄板はテールシール７０のブラシ内を通過して、シールド掘削機１０内まで延在している。鉄板の前端部は、シールド掘削機１０内に着脱自在に固定される。
【００４０】
一方、第二弾性部材５７ｂの前方には、第二弾性部材５７ｂのプレート材６１ａの先端部と枠部材５６の前端部とを繋ぐ補強材６７が設けられている。補強材６７は、枠部材５６に近付くに連れて前方になるように傾斜している。補強材６７は、牽引ワイヤー５４と干渉しないように取り付けられている。補強材６７は、牽引ワイヤー５４または鉄板からの引張応力を受ける役目を果たし、プレート材６１ａの変形を抑制する。
【００４１】
図５に示すように、シールド掘削機１０のテール部の外殻１１の内側には、外殻１１とトンネル覆工２０との間を止水するテールシール７０が設けられている。テールシール７０は、外殻１１の内周面に取り付けられている。外殻１１の内周面とトンネル覆工２０の外周面との隙間は、通常のシールド掘削機のテール部とトンネル覆工の外周面との隙間と同等の寸法になっている。テールシール７０を設けたことで、内側エントランス５０を取り外した後の、シールド掘削機１０のテール部とトンネル間の止水を行える。
【００４２】
次に、シールド掘削機の発進方法を説明する。
図２に示すように、まず、発進口１の開口縁部に、外側エントランス３０を設けるとともに、立坑内の発進位置にシールド掘削機１０を設置する。シールド掘削機１０の後端部には、牽引ワイヤー５４を介して内側エントランス５０を取り付けておく。
【００４３】
その後、シールド掘削機１０を発進口１から地山２に向かって発進させる。このとき、シールド掘削機１０は、外側エントランス３０の内部を通過するが、外側エントランス３０は、チューブシール構造からなる第一止水手段３１を備えているので、高い止水性能を得ることができる。つまり、チューブ材４０の内部に空気または流体を適宜充填して、チューブ材４０を膨張させることで、チューブ材４０がエントランスシール３２のリップ部をシールド掘削機１０に向けて強く付勢することとなる。これによって、第一止水手段３１の止水性能が高くなり、地山２の地下水圧が高い場合であっても、立坑内への土砂の流入を防止できる。
【００４４】
図４に示すように、シールド掘削機１０がさらに前進し、内側エントランス５０が外側エントランス３０の内側に位置したところで、図５に示すように、内側エントランス５０をシールド掘削機１０から取り外す前に、発進口１の立坑内空側表面３に支持ブラケット５３を設けて、支持ブラケット５３の先端に枠部材５６を固定する。支持ブラケット５３は、立坑内空側表面３から、内側に張り出して、その先端から発進口１の中心側に屈曲したＬ字形状を呈している。支持ブラケット５３は、鋼材からなり、支持ブラケット５３の中心側先端部には、枠部材５６が溶接固定されている。支持ブラケット５３は、発進口１の開口縁部に沿って、間隔をあけて複数設けられている。このように、発進口１の開口縁部に内側エントランス５０を固定した後に、シールド掘削機１０の後端から取り外す。シールド掘削機１０の取り外しは、シールド掘削機１０内から牽引ワイヤー５４を取り外すことで行う。このようにすれば、内側エントランス５０が外側エントランス３０の内側に配置された状態で、シールド掘削機１０が前進することができる。
【００４５】
ここで、内側エントランス５０は、第二止水手段５５を備えているので、外殻１１とトンネル覆工２０との間を閉塞して止水することができる。特に、第二止水手段５５は、圧縮シール構造にて構成されているので高い止水性能を得ることができる。つまり、弾性部材５７は、圧縮手段５８で掘進方向に圧縮されて掘進方向の直交方向に広がって、トンネル覆工２０の外周面に押圧されるので、第二止水手段５５の止水性能が高くなり、地山２の地下水圧が高い場合であっても、内側エントランス５０とトンネル覆工２０との間から立坑内へ土砂が流入するのを防止できる。
【００４６】
また、圧縮手段５８は、プレート材６１ａ，６１ｂと、長尺ボルト６２と袋ナット６４（またはナット６６）からなる締付部材とを備えて構成されているので、締付部材で、容易に弾性部材５７を圧縮できるとともに、圧縮量を調整することができる。圧縮量を大きくすれば、高い止水性能を確保でき、圧縮量を小さくすれば、弾性部材５７の摩耗量を低減できる。
【００４７】
さらに、第一弾性部材５７ａが、複数のゴム板材５９，５９・・によって構成されているので、弾性部材５７が変形しやすくなり、止水対象物の形状に追従して止水性能を高めることができる。また、圧縮手段５８は、長尺ボルト６２によって締付けを増すことが可能なので、掘削中に地山の高水圧条件が変化しても、土砂の流入を防ぐことができる。
【００４８】
以上のような構成によれば、シールド掘削機１０が発進口１を通過しているときは、外側エントランス３０により、立坑内への土砂の流入を防止できる。シールド掘削機１０が発進口１を通過した後は、外側エントランス３０および内側エントランス５０の両方において、立坑内への土砂の流入を防止できる。したがって、大深度の高水圧条件下においても、土砂が流入することなくシールド掘削機１０を発進させることができ、その後も、土砂が流入することなくトンネルを掘削することができる。つまり、本発明によれば、立坑内に土砂が流入することなく改良層を備えた小断面トンネルを形成することができる。そして、この小断面トンネルを利用して大断面トンネルを構築することができる。
【００４９】
また、シールド掘削機１０の後端部には、テールシール７０が設けられているので、内側エントランス５０を取り外した後においても、シールド掘削機１０内への土砂の流入を防止できる。
【００５０】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定する趣旨ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、前記実施形態では、枠部材５６が鋼板にて構成され、第二止水手段５５が牽引ワイヤー５４を介してシールド掘削機１０に牽引されているが、これに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、シールド掘削機１０の外周面とトンネル覆工２０の外周面との距離が長い場合（改良層の厚さが厚い場合）は、枠部材５６を、鋼板と閉塞部材５１とで構成する。
【００５１】
閉塞部材５１は、トンネル覆工２０の周囲を囲う枠状を呈しており、その外周線はシールド掘削機１０の外殻１１の外周線と同等の形状である。閉塞部材５１の内周線は、トンネル覆工２０の外周線よりひと回り大きい矩形形状を呈しており、その隙間部分に第二止水手段５５が設けられている。閉塞部材５１は、中空の箱状に形成されており、例えば、鋼板を接合して形成されている。閉塞部材５１は、シールド掘削機１０の外殻１１の後端のテール部に着脱可能に取り付けられている。閉塞部材５１は、後方から長尺ボルト５２を挿入して、シールド掘削機１０のテール部に形成されたネジ孔に螺合させることで、シールド掘削機１０に固定されている。この長尺ボルト５２を立坑内から回転させてネジ孔から抜き出すことで、内側エントランス５０をシールド掘削機１０から取り外すことができる。その他の構成については図５の構成と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５２】
また、前記実施形態では、外側エントランス３０の第一止水手段３１がチューブシール構造にて構成され、内側エントランス５０の第二止水手段５５が圧縮シール構造にて構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、第一止水手段３１ａが圧縮シール構造にて構成され、第二止水手段５５ａがチューブシール構造にて構成されていてもよい。
【００５３】
この場合、第一止水手段３１ａ（圧縮シール構造）の枠部材５６は、発進口１の立坑内空側表面３から内側に張り出した支持ブラケット３５に固定されている。支持ブラケット３５は、発進口１の開口縁部に沿って、間隔をあけて複数設けられている。また、第二止水手段５５ａのエントランスシール３２および反転防止用押え板４５は、閉塞部材５１の立坑側表面に固定されており、チューブ材４０は、閉塞部材５１の内周面に当接して配置されている。閉塞部材５１は、図６のものと同様の構成であり、長尺ボルト５２を介してシールド掘削機１０のテール部に着脱可能に固定されている。その他のチューブシール構造と圧縮シール構造の構成は、前記実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５４】
また、第一止水手段と第二止水手段の両方がチューブシール構造にて構成されていてもよいし、第一止水手段と第二止水手段の両方が圧縮シール構造にて構成されていてもよい。このような構成によっても、前記実施形態と同様の作用効果を得られる。
【符号の説明】
【００５５】
１      発進口
１０    シールド掘削機
２０    トンネル覆工
３０    外側エントランス
３１    第一止水手段
３２    エントランスシール
４０    チューブ材
５０    内側エントランス
５４    牽引ワイヤー
５５    第二止水手段
５６    枠部材
５７    弾性部材
５８    圧縮手段
６１ａ  プレート材
６１ｂ  プレート材
６２    長尺ボルト（締付部材）
【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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