(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド機の外周部分に地盤改良区域を形成するためのシールド機を用いた地盤改良工法において、シールド機の回転切削装置の外周先端にノズルを取付け、シールド機の掘進に伴い、シールド機内に設置した高圧ポンプにより高圧水をシールド機の外周の地盤改良区域に噴射させ、その高圧水により切削された地盤改良区域に改良材をシールド機の外周に設けたグラウトホールより注入することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
シールド機の外周部分に地盤改良区域を形成するためのシールド機を用いた地盤改良工法において、シールド機の外周の地盤改良区域のスキンプレートにノズルを揺動可能に取付け、シールド機の掘進に伴い前記ノズルを揺動させながら高圧水を噴射させ、その高圧水により切削された地盤改良区域に改良材を前記ノズルの後方のシールド機の外周に設けたグラウトホールより注入することを特徴とする地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド機により地下掘削し、改良材を噴射してシールド機の外周部分の地盤改良区域の地盤改良を行う地盤改良工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばシールド機により複数本のトンネルを掘削し、トンネル間を接続する連絡通路を掘削する場合、或いはシールド機により複数本のトンンルを掘削し、複数の単体トンネルを接続して一つのトンネルを構築する場合において、通常、トンネル間を接続する連絡通路を掘削する箇所、或いは複数の単体トンネルを接続して一つのトンネルを構築する箇所に、改良材を注入して地盤改良を行い、掘削作業を行う場合がある。
【０００３】
この様な場合、従来技術による場合は、シールド機とは別の改良材注入装置を地表面あるいはトンネル内に搬入し、その改良材注入装置により改良材を注入して地盤改良を行っていた。
【０００４】
しかし、この様な方法による場合は、改良材注入装置をトンネル内に搬入する作業などを必要として、作業時間が掛かり、施工コストがかさむことにもなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明は、シールド機で掘削したトンネル等の外周部分の任意の個所で地盤改良を行うに際し、後施工の地盤改良を必要とせず、従って、作業時間を短縮でき、比較的低コストで地盤改良を行うことのできる地盤改良工法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、シールド機の外周部分に地盤改良区域を形成するためのシールド機を用いた地盤改良工法において、シールド機の回転切削装置の外周先端にノズルを取付け、シールド機の掘進に伴い、シールド機内に設置した高圧ポンプにより高圧水をシールド機の外周の地盤改良区域に噴射させ、その高圧水により切削された地盤改良区域に改良材をシールド機の外周に設けたグラウトホールより注入するようになっている。
【０００９】
そして本発明によれば、シールド機の外周部分に地盤改良区域を形成するためのシールド機を用いた地盤改良工法において、シールド機の外周の地盤改良区域のスキンプレートにノズルを揺動可能に取付け、シールド機の掘進に伴い前記ノズルを揺動させながら高圧水を噴射させ、その高圧水により切削された地盤改良区域に改良材を前記ノズルの後方のシールド機の外周に設けたグラウトホールより注入するようになっている。
【００１０】
前記の地盤改良工法は、シールド機により複数本のトンネルを掘削し、トンネル間を接続する連絡通路を掘削するに際し、連絡通路を掘削する箇所の地盤改良に好適に実施される。
【００１１】
また、前記の地盤改良工法は、シールド機により複数本のトンンルを掘削し、複数の単体トンネルを接続して一つのトンネルを構築するに際し、単体トンネルの接続箇所の地盤改良の好適に実施される。
【００１２】
更に、本発明によれば、スポークカッタの後方に伸縮カッタ部を備えたオーバカッタを設けたシールド機において、オーバカッタの先端に設けたノズルより高圧水、或いは改良材を高圧で噴射することで、オーバカッタだけでは対処できない箇所の切削、地盤改良を行うことができる。
【００１３】
シールド機で掘削したトンネル等の任意箇所で、任意形状の地盤改良を行うに際し、シールド機から改良材を噴射することで、改良材注入装置をトンネル等内に搬入する作業などを必要とせず、作業時間を短縮でき、比較的低コストで地盤改良を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の参考例を示し、全体を１で示すシールド機の回転切削装置すなわち図示の例ではスポークカッタ２を回転させてトンネルＴを掘削する。しかしながら、本発明はディスクカッタにも適用できる。
【００１５】
スポークカッタ２のスポーク先端にはノズル４Ａが設けられており、高圧ポンプ５より高圧スイベル６、高圧ホース７を経てノズル４Ａから改良材Ｋを高圧噴射するようになっている。
【００１６】
図中Ｖ１は弁を示し、スポークカッタ２の位置に応じて開閉することで地盤改良を必要とする任意箇所で、ノズル４Ａより改良材Ｋを高圧噴射して任意形状の地盤改良を行うことができる。
【００１７】
すなわち、地盤改良部Ｋー１の軸方向の長さ区域はシールド機１の移動距離で決め、また径方向の区域はスポークカッタ２の回転角で決めればよい。
【００１８】
図１及び図２において、３はシールド機のスキンプレートを示し、またＳはセグメントを示す。
【００１９】
図３及び図４も、本発明の他の参考例を示し、この参考例の場合は、改造材Ｋを噴射するノズル４Ｂがスキンプレート３に設けられている。このノズル４Ｂは、公知の揺動機構８により揺動し、径方向任意角の地盤改良区域Ｋー１を得ることができる。この揺動機構８は図示の例ではレバー８ａを矢印方向に前後動させることにより、枢点８ｂで連結されてレバー８ｃでノズル４Ｂを矢印方向に首振りさせるようになっている。
以上の図１乃至図４に示す各参考例は、改良材を高圧で噴射して地盤改良をするものである。
【００２０】
図５及び図６は本発明の実施例を示し、参考例と異なり、高圧水で地盤を切削し、切削した地盤に改良材を注入している。
【００２１】
図５に示す実施例では、スポーク２の先端に設けた図示しないノズルより高圧水Ｗを噴射して地盤を切削し、切削した地盤に、シールド機１の外周に設けたグラウトホール４Ｄより改良材Ｋを注入して地盤改良を行うものである。
【００２２】
図６に示す実施例では、スキンプレートに設けたノズル４Ｃより高圧水Ｗを噴射して地盤を切削し、切削した地盤に、シールド機１の外周に設けたグラウトホール４Ｄより改良材Ｋを注入して地盤改良を行うものである。
【００２３】
図７及び図８は、スポークカッタ２の後方に伸縮カッタ部を備えたオーバカッタ２Ａを設けたシールド機１Ａの参考例を示し、この様なシールド機１Ａを用いることにより断面円形以外、例えば断面四角形のトンネルを掘削することができる。
【００２４】
この場合、オーバカッタ２Ａの先端に設けたノズルより高圧水Ｗ、或いは改良材Ｋを高圧で噴射することにより、オーバカッタ２Ａだけでは対処できない箇所の切削、地盤改良が可能となる。
【００２５】
図９乃至図１４は、上述の地盤改良工法により、トンネル間の連絡通路を掘削する態様を示す。
【００２６】
立坑Ａを基点として水平に２本の単体トンネルＴー１、Ｔー２をシールド機により掘削する（図９及び図１０）。
【００２７】
連絡通路を削掘する箇所を前述の方法により地盤改良区域Ｋ−１を作る（図９及び図１１）。
【００２８】
仮柱Ｂを設置し、その間を掘削Ｃする（図１２）。
【００２９】
頂板Ｄ−１及び底板Ｄー２を打設する（図１３）。
【００３０】
仮柱Ｂを撤去して連絡通路Ｔ−３が完了する（図１４）。
【００３１】
その他、本発明の地盤改良工法によれば、シールド機で掘削した複数の単体トンネル間を地盤改良し、その地盤改良した箇所を掘削することで、大径のトンネルを構築することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、シールド機で掘削したトンネル等の任意箇所で、任意形状の地盤改良を行うに際し、シールド機から改良材を噴射するものであるので、後施工の地盤改良を必要とせず、作業時間を短縮でき、比較的低コストで地盤改良を行うことができる。
【００３３】
従って、トンネル間の連絡通路を掘削する際の部分地盤改良、複数の単体トンネルを接続して大径トンネルを構築する際の地盤改良等に実施して好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例を示し、スポークカッタ先端より改良材を高圧噴射するシールド機の側面図。
【図２】図１の要部の拡大側面図。
【図３】本発明の他の参考例を示し、スキンプレートより改良材を高圧噴射するシールド機の側面図。
【図４】図３の要部の拡大側面図。
【図５】本発明の実施例を示し、スポークカッタ先端より高圧水を噴射し、スキンプレートのグラウトホールより改良材を注入するシールド機の側面図。
【図６】本発明の他の実施例を示し、スキンプレートより高圧水を噴射し、スキンプレートのグラウトホールより改良材を注入するシールド機の側面図。
【図７】本発明の別の参考例を示し、オーバーカッタを備えたシールド機のオーバーカッタの先端より高圧噴射するシールド機の正面図。
【図８】図７の要部の側面図。
【図９】トンネル間の連絡通路を掘削するために本発明にしたがい地盤改良する態様を示す平面図。
【図１０】図９のＩーＩ線断面図。
【図１１】図９のＩＩーＩＩ線断面図．
【図１２】仮柱を設置しその内部を掘削する断面図。
【図１３】頂板及び底板を打設する断面図。
【図１４】仮柱を撤去し連絡通路が完成した断面図。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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