(57)【要約】【課題】隣設するトンネルの施工において、正確に隣設した施工をするとともに、工期やコストの増加を抑えるトンネル掘削機及びトンネル施工方法を提供すること。【解決手段】外胴４の外周面から凹んだ外胴凹部５を外胴４のトンネル軸方向に備えるトンネル掘削機であって、前記外胴凹部５は、隣に並ぶシールド掘進機２の外胴４の外周面から突設した外胴凸部６の少なくとも一部が前記外胴凹部５内に位置することが可能であることを特徴とする。【選択図】図８
2019049157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外胴の外周面から凹んだ外胴凹部を外胴のトンネル軸方向に備え、
前記外胴凹部は、隣に並ぶトンネル掘削機の外胴の外周面から突設した外胴凸部の少なくとも一部が前記外胴凹部内に位置することが可能であることを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】
前記外胴凹部は、前記外胴のトンネル軸方向の全長に亘って形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機。
【請求項３】
一のトンネルと他のトンネルとを各々トンネル掘削機によって、隣設してトンネルを施工する方法であって、
前記一のトンネルは、覆工体のトンネル軸方向に外周面から凹んだ覆工体凹部を備えており、
前記他のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、外胴の外周面から突設した外胴凸部を備えており、
前記一のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、外胴のトンネル軸方向に外周面から凹んだ外胴凹部を備えており、
前記他のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、前記外胴凸部の少なくとも一部を、前記一のトンネルの前記覆工体凹部内に位置させて進行した後、前記外胴凸部の少なくとも一部を、前記一のトンネルを掘削するトンネル掘削機の前記外胴凹部内に位置させることを特徴とするトンネル施工方法。
【請求項４】
一のトンネルと他のトンネルとを各々トンネル掘削機によって、隣設してトンネルを施工する方法であって、
前記一のトンネルは、覆工体のトンネル軸方向に外周面から凹んだ覆工体凹部を備えており、
前記他のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、外胴の外周面から突設した外胴凸部を備えており、
前記一のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、外胴のトンネル軸方向に外周面から凹んだ外胴凹部を備えており、
前記他のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、前記外胴凸部の少なくとも一部を、前記一のトンネルの前記覆工体凹部内に位置させて進行した後、前記外胴凸部の少なくとも一部を、前記一のトンネルを掘削するトンネル掘削機の前記外胴凹部内に位置させて停止させることを特徴とするトンネル施工方法。
【請求項５】
一のトンネルと他のトンネルとを各々トンネル掘削機によって、隣設してトンネルを施工する方法であって、
前記一のトンネルは、覆工体のトンネル軸方向に外周面から凹んだ覆工体凹部を備えており、
前記他のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、外胴の外周面から突設した外胴凸部を備えており、
前記一のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、外胴のトンネル軸方向の全長に外周面から凹んだ外胴凹部を備えており、
前記他のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、前記外胴凸部の少なくとも一部を、前記一のトンネルの前記覆工体凹部内に位置させて進行した後、前記外胴凸部の少なくとも一部を、前記一のトンネルを掘削するトンネル掘削機の前記外胴凹部内に位置させて進行することを特徴とするトンネル施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣設したトンネルを施工するトンネル掘削機及びトンネル施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地下構造物の構築には、複数のトンネルを並設してそれらを連結して構築する方法が採用される場合がある。これらの地下構造物としては、例えば、パイプルーフ、連続地中壁、高速道路の本線トンネルとランプトンネルとを接合する際の外周壁などが挙げられる。並設される複数のトンネルの施工する方法として、掘削機を先端に備えた推進管を元押しジャッキで押して設置する推進工法や掘進機で組み立てたセグメントから反力をとって掘進するシールド工法などが挙げられる。
【０００３】
このようなトンネル掘削機を用いてトンネルを並設する場合、正確に隣設して設置するために、先行して設けられたシールドトンネルの側面のトンネル軸方向に設けられたガイド溝に、後行して設けられるシールドトンネルを掘削するシールド掘進機の側面に設けられたガイド杆をスライド自在に嵌合させて後行のシールド掘進機を掘進させることが行われる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許２５５９２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トンネル掘削機を用いたトンネル施工は、発進立坑と到達立坑が設けられることが多い。図１０（Ａ）に示すように、トンネル掘削機Ｋは、発進立坑Ｓから到達立坑ＥまでトンネルＴ１を掘削し、到達立坑Ｅで回収され、再び発進立坑Ｓから隣設させるトンネルＴ２を掘削する。これをトンネルＴ３、Ｔ４、Ｔ５の順に繰り返す。図１０におけるＬはトンネルの必要長さである。
このように発進立坑Ｓと到達立坑Ｅとを設ける条件においても、特許文献１のように先行して設けられたトンネルのガイド溝ｍに後行のトンネル掘削機のガイド杆ｇをスライド自在に嵌合させて後行のトンネル掘削機を進行させることができる。
【０００６】
しかしながら、発進立坑は設けられるが到達立坑が設けられないような場合では、トンネル掘削機は回収されず、地中に残置されたままの状態となる。このような場合に、特許文献１のように先行して設けられたトンネルのガイド溝に後行のトンネル掘削機のガイド杆をスライド自在に嵌合させて後行のトンネル掘削機を進行させたとしても、後行のトンネル掘削機のガイド杆が残置された先行のトンネル掘削機の後部に衝突してしまう。よって、この衝突をさけるためには、図１０（Ｂ）に示すように、先行のトンネル掘削機（トンネル掘削機Ｋ２に対してトンネル掘削機Ｋ１、以下同様に、トンネル掘削機Ｋ３に対してトンネル掘削機Ｋ２、トンネル掘削機Ｋ４に対してトンネル掘削機Ｋ３、トンネル掘削機Ｋ５に対してトンネル掘削機Ｋ４）を少なくとも掘削機長分トンネル前方に逃がしておくことが必要となり、トンネルの必要長さＬより長くトンネルを施工しなければならない。このため、工期やコストが余分に掛かってしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、隣設するトンネルの施工において、正確に隣設した施工をするとともに、工期やコストの増加を抑えるトンネル掘削機及びトンネル施工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願請求項１に係る発明は、外胴の外周面から凹んだ外胴凹部を外胴のトンネル軸方向に備え、前記外胴凹部は、隣に並ぶトンネル掘削機の外胴の外周面から突設した外胴凸部の少なくとも一部が前記外胴凹部内に位置することが可能であることを特徴とするトンネル掘削機である。
【０００９】
本願請求項２に係る発明は、前記外胴凹部は、前記外胴のトンネル軸方向の全長に亘って形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機である。
【００１０】
本願請求項３に係る発明は、一のトンネルと他のトンネルとを各々トンネル掘削機によって、隣設してトンネルを施工する方法であって、前記一のトンネルは、覆工体のトンネル軸方向に外周面から凹んだ覆工体凹部を備えており、前記他のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、外胴の外周面から突設した外胴凸部を備えており、前記一のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、外胴のトンネル軸方向に外周面から凹んだ外胴凹部を備えており、前記他のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、前記外胴凸部の少なくとも一部を、前記一のトンネルの前記覆工体凹部内に位置させて進行した後、前記外胴凸部の少なくとも一部を、前記一のトンネルを掘削するトンネル掘削機の前記外胴凹部内に位置させることを特徴とするトンネル施工方法である。
【００１１】
本願請求項４に係る発明は、一のトンネルと他のトンネルとを各々トンネル掘削機によって、隣設してトンネルを施工する方法であって、前記一のトンネルは、覆工体のトンネル軸方向に外周面から凹んだ覆工体凹部を備えており、前記他のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、外胴の外周面から突設した外胴凸部を備えており、前記一のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、外胴のトンネル軸方向に外周面から凹んだ外胴凹部を備えており、前記他のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、前記外胴凸部の少なくとも一部を、前記一のトンネルの前記覆工体凹部内に位置させて進行した後、前記外胴凸部の少なくとも一部を、前記一のトンネルを掘削するトンネル掘削機の前記外胴凹部内に位置させて停止させることを特徴とするトンネル施工方法である。
【００１２】
本願請求項５に係る発明は、一のトンネルと他のトンネルとを各々トンネル掘削機によって、隣設してトンネルを施工する方法であって、前記一のトンネルは、覆工体のトンネル軸方向に外周面から凹んだ覆工体凹部を備えており、前記他のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、外胴の外周面から突設した外胴凸部を備えており、前記一のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、外胴のトンネル軸方向の全長に外周面から凹んだ外胴凹部を備えており、前記他のトンネルを掘削するトンネル掘削機は、前記外胴凸部の少なくとも一部を、前記一のトンネルの前記覆工体凹部内に位置させて進行した後、前記外胴凸部の少なくとも一部を、前記一のトンネルを掘削するトンネル掘削機の前記外胴凹部内に位置させて進行することを特徴とするトンネル施工方法である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１乃至５に係る構成により、隣設するトンネルの施工において、正確に隣設した施工をするとともに、工期やコストの増加を抑えるトンネル掘削機及びトンネル施工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のシールドトンネルの全体図である。
【図２】本発明のシールド掘進機の右上からの斜視図である。
【図３】本発明のシールド掘進機の左上からの斜視図である。
【図４】本発明のシールド掘進機とセグメントの断面図である。
【図５】本発明のシールド掘進機による施工が完了した際の平面図である。
【図６】本発明のシールド掘進機による施工順序を示す断面図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明のシールド掘進機による施工順序を示す断面図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明のシールド掘進機による施工順序を示す断面図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図９】本発明のシールド掘進機の他の利用方法を示す平面図である。
【図１０】従来技術を用いた施工方法の説明図であり、（Ａ）は発進立坑及び到達立坑があるもの、（Ｂ）は発進立坑があり到達立坑がないものである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００１６】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明に係る第１の実施形態について、図面の図１乃至図８と共に説明する。
図１は、トンネル掘削機としてシールド掘進機を用いて、シールドトンネルを水平方向に並設し隣合うシールドトンネルを施工する状況を示したものである。
図１において向って左側から順に先行してシールドトンネル１が施工され、その右隣に並ぶようにシールドトンネル１が後行して施工されていく。各々のシールドトンネル１は覆工体１０を備えており、覆工体１０は、地中を回転カッタ３で掘削しながら進むシールド掘進機２の外胴４内で組み立てられるセグメントで構成される。
【００１７】
以下、並設される２つのシールドトンネルのうち、先行して施工されるシールドトンネルを先行シールドトンネル、当該先行シールドトンネルを施工する掘進機を先行シールド掘進機といい、後行して施工されるシールドトンネルを後行シールドトンネル、当該後行シールドトンネルを施工する掘進機を後行シールド掘進機という。
また、「先行」、「後行」とは相対的なものである。
【００１８】
本実施形態では、シールドトンネル１の基本断面の形状は円形である。よって、シールドトンネル１を掘削するシールド掘進機２の外胴４の基本断面も円形を指し、シールドトンネル１を構成する覆工体１０の基本断面も円形を指す。そして、基本断面を指すときは、外周面や内周面と述べる。
後述する外胴凹部５、外胴凸部６、覆工体凹部１１及び覆工体凸部１２に係る凹部、凸部は、基本断面に含まれるものではない。このような凹部、凸部を基本断面に含めて述べるときは、外形面や内形面と述べる。
【００１９】
図１において、隣合って施工されるシールドトンネル１のうち、先行シールドトンネル１の覆工体１０と後行シールドトンネル１の覆工体１０とが隣合って設置された部分が、シールドトンネル１同士が連結された部分、すなわち覆工体１０が連結された部分である。当該連結は、後述するように、隣合う一方の先行シールドトンネル１の覆工体１０に設けられた覆工体凹部１１内に、他方の後行シールドトンネル１の覆工体１０に設けられた覆工体凸部１２を位置させることで行われる。
隣合う一方の先行シールドトンネル１は、本発明の並設する一のシールドトンネルに相当し、他方の後行シールドトンネル１は、本発明の他のシールドトンネルに相当する。
【００２０】
図１に示すように、後行シールド掘進機２は、先行シールドトンネル１に沿って掘進していく。具体的には、後行シールド掘進機２の外胴４の外周面の先行シールドトンネル１側に外胴凸部６を設け、この外胴凸部６を先行シールドトンネル１の覆工体１０の外周面に設けられた覆工体凹部１１内に位置させ、後行シールド掘進機２を掘進させる。このようにすることで、正確に先行シールドトンネル１と後行シールドトンネル１とを設置できるとともに、連結の精度も高くすることができる。
【００２１】
図２及び図３は、シールドトンネル１とシールド掘進機２を示したものである。図２及び図３に示すように、シールド掘進機２の外胴４の外周面には、外胴凹部５と外胴凸部６が設けられている。
外胴凹部５は、外胴４の外周面から凹んで形成され、並設するシールドトンネル１の施工が完了し、シールド掘進機２を地中内に残置させるときにその効果を発揮するものである。後行シールド掘進機２が先行シールド掘進機２の横に並んで停止させる際には、後行シールド掘進機２の外胴凸部６を先行シールド掘進機２の外胴凹部５内に位置させるようにして停止させる。このようにすることで、外胴凸部６を備えるような後行シールド掘進機２が停止する際に、先行シールド掘進機２の横に後行シールド掘進機２を並べて残置させることができるので、先行シールド掘進機２の機長分だけ先行シールドトンネルの施工長を延ばす必要がなくなる。
【００２２】
外胴凸部６は、先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１にガイドさせるべく外胴４の外周面から突設されたものである。後行シールド掘進機２は、外胴凸部６を既に掘削された先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１内に位置させて掘進するので、この部分を掘削する必要はない。
外胴凸部６の形状はどのような形状でもよく、少なくとも一部が覆工体凹部１１内に位置するようなものであればよい。
外胴凹部５と外胴凸部６の形状は、どのような形状でもよく、外胴凸部６の少なくとも一部が外胴凹部５内に位置するようなものであればよい。
【００２３】
シールドトンネル１の覆工体１０の外周面には、覆工体凹部１１と覆工体凸部１２が設けられている。
覆工体凹部１１と覆工体凸部１２の形状は、どのような形状でもよく、覆工体凸部１２の少なくとも一部が覆工体凹部１１内に位置するようなものであればよい。
覆工体凹部１１は、覆工体１０の外周面（本実施例では基本断面が円形のシールドトンネル１であるので円形）より凹んで形成されることが必要である。換言すると、覆工体凹部１１は、覆工体凹部１１に隣接する部分から凹んだものである。
【００２４】
覆工体凸部１２は、覆工体１０の外周面（本実施例では基本断面が円形のシールドトンネル１であるので円形）より突出して形成されることが必要である。換言すると、覆工体凸部１２は、覆工体凸部１２に隣接する部分から突設されたものであり、覆工体の基本断面そのものが凹部内に位置するような部分をもって覆工体凸部とはいわない。
【００２５】
本実施形態の覆工体凹部１１と覆工体凸部１２、外胴凹部５と外胴凸部６は、並設されたシールドトンネル１が左右に連結されるため、左右方向に形成されている。並設されるシールドトンネル１が上下に連結される場合では、覆工体凹部１１と覆工体凸部１２、外胴凹部５と外胴凸部６は、上下方向に形成されることになる。
【００２６】
図４は、シールド掘進機２の外胴４内で組み立てられた覆工体１０を示したものである。
図４に示すように、シールド掘進機２の外胴４はスキンプレートで構成されており、その形状は外周面、内周面とも円形であり、外胴凹部５と外胴凸部６の内形面は、それぞれ外胴凹部５と外胴凸部６の形状に沿って形成され、内側に凸となる外胴凹部内形面５ａと内側に凹となる外胴凸部内形面６ａを構成している。
【００２７】
外胴４の内形面から所定のクリアランスを空けて、その内形面の形状に合わせて、覆工体１０が配置される。覆工体１０は、４つのセグメント１０ａ〜１０ｄを組み立てることで形成される。組み立ては、図示しないボルトで連結して行われる。
４つのセグメントのうちセグメント１０ｄが覆工体凹部１１を備えており、セグメント１０ｂが覆工体凸部１２を備えている。覆工体凹部１１は外胴凹部５に、覆工体凸部１２は外胴凸部６に、それぞれ対応するようにセグメント１０ａ〜１０ｄが配置されて組み立てられる。具体的には、外胴凹部内形面５ａの凸形状に合わせて覆工体凹部１１が配置され、外胴凸部内形面６ａの凹形状に合わせて覆工体凸部１２を配置される。外胴凹部内形面５ａの凸形状に合わせて覆工体凹部１１を配置し、外胴凸部内形面６ａの凹形状に合わせて覆工体凸部１２を配置するので、外胴４内におけるセグメントの位置合わせを容易に行うことができる。
【００２８】
覆工体凹部１１を備えるセグメント１０ｄは、その内形面が覆工体凹部１１の形状に沿って形成されている。覆工体凸部１２を備えるセグメント１０ｂは、その内形面が覆工体凸部１２の形状に沿って形成されておらず、セグメント１０ａ及びセグメント１０ｃの内周面と同様の円形に形成されている。
【００２９】
図４で示す２０は、掘削線である。本実施形態では、オーバーカットは考慮していないので、掘削線２０は、シールド掘進機２の外胴４の基本断面と一致して位置している。図４から明らかなように、外胴凹部５は掘削線２０から内側に位置し、外胴凸部６は掘削線２０から外側に位置することになる。
覆工体凹部１１と覆工体凸部１２には、並設された覆工体と連結させるためのボルト孔が設けられるが、図示を省略している。
【００３０】
掘削線２０及び外胴凸部６の外形面と、覆工体１０の外形面との間には、外胴４が掘進によって移動した後に裏込め材が注入される。裏込材を注入する注入孔の記載は、省略している。覆工体凹部１１と掘削線２０と間には、比較的大きな間隙が生じるが、ここにも裏込め材が注入される。そして、この裏込め材を除去しながら、後行シールド掘進機２の外胴凸部６が通過して、覆工体凸部１２が配置される。
裏込め材の除去には、外胴凸部６の先端に裏込め材を除去する手段を設ける。また、裏込め材を除去しやすい低強度のものにしておいてもよい。低強度のものであれば、外胴凸部６の先端に設ける除去手段として回転カッタなどの大掛かりな手段を設ける必要はない。問題が生じないのであれば、裏込め材の注入をせずにおいてもよい。外胴凸部６の先端による除去の負担を検討して設定すればよい。除去の負担が軽いものであれば、外胴凸部６の先端に回転カッタのような除去手段を設けなくてもよい。
【００３１】
図５乃至図８によって、シールド掘進機を残置することによって並設されたシールドトンネルを施工する方法を説明する。
図５は、発進立坑Ｓからシールド掘進機２を発進させ、必要長さＬのシールドトンネル１を並設して施工し、シールド掘進機２を地中に残置させたものを示したものである。シールドトンネル１は、図において上から下に順に１０本が施工される。後行シールド掘進機２は、外胴凸部６を先行シールドトンネル１の覆工体１０の覆工体凹部１１内に位置させ掘削して進行した後、外胴凸部６を先行シールド掘進機２の外胴４の外胴凹部５内に位置させて掘進を停止する。
【００３２】
図６乃至図８は、２本目までのシールドトンネル１の施工が完了し、３本目のシールドトンネル１を施工する状態を示したものである。ここでは、２本目のシールドトンネル１が先行して施工され、３本目のシールドトンネル１が後行して施工されている。
図６（Ａ）に示すように、後行シールド掘進機２は、外胴４に設けられた外胴凸部６を先行シールドトンネル１の覆工体１０の覆工体凹部１１内に位置させながら、掘進している。これにより、正確に後行シールド掘進機２を施工でき、後行シールドトンネル１の覆工体１０を正確に配置することができる。
【００３３】
図６（Ｂ）は、並設された先行シールドトンネル１の覆工体１０が連結されている状態を示したものである。先行シールドトンネル１同士は、覆工体凹部１１内に覆工体凸部１２が配置されており、覆工体１０と地山との間には裏込め材２１が注入されている。覆工体凹部１１と覆工体凸部１２には、連結ボルト１３が配置されている。覆工体１０同士は離間しており、その間に裏込め材２１が介在して配置されているので、覆工体１０同士は接触していない。
図６（Ｂ）における向かって右側に後行シール掘進機が通過し、後行シールドトンネルの覆工体が連結されていく。
【００３４】
先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１内に後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２を位置させるように配置されるため、地下水圧が作用してもその水みちが覆工体凸部１２に沿うことになって抵抗が大きくなるので、止水性が向上する。
また、覆工体１０の並設方向に対して直交する方向のせん断力が作用したとしても、先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１内に後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２を位置させているので、せん断力に抵抗することができる。
【００３５】
先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１と後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２との間に裏込め材２１が存在するため、より連結部の止水性が向上することになる。
また、裏込め材２１が注入されることによって、先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１と後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２との連結力も強化される。
【００３６】
また、後行シールドトンネル１の覆工体１０を１リング設置するごとに先行シールドトンネル１の覆工体１０と連結していけるため、全長にわたって推進管を設置した後でないと連結できない推進工法と異なり、先行シールドトンネルと後行シールドトンネルとが重複して施工できるので、効率的である。
【００３７】
図７（Ａ）におけるＢ−Ｂ切断面は、図６（Ａ）におけるＡ−Ａ切断面と同じ位置である。
図７（Ｂ）に示すように、後行シールド掘進機２が先行シールドトンネル１の覆工体１０に沿って掘進してくる。掘進は、先行シールドトンネル１の覆工体１０の覆工体凹部１１内に、後行シールド掘進機２の外胴凸部６を配置させるように行う。このように掘進することで、覆工体凹部１１がガイドとなり、正確に後行シールド掘進機２を掘進させることができる。
後行シールド掘進機２の外胴凸部６は、覆工体凹部１１内の裏込め材２１を除去して位置することになる。図では、後行シールド掘進機２は外胴４だけを記載しており、他を省略している。
【００３８】
図８（Ａ）は、後行シールド掘進機２が、残置される到達位置まで掘削し、１本目と２本目の先行シールド掘進機２と並んだ状態を示したものである。
図８（Ｂ）に示すように、後行シールド掘進機２は、外胴凸部６を、先行シールド掘進機２の外胴凹部５内に位置させて、掘削を停止する。１本目と２本目の先行シールド掘進機２同士についても、２本目のシールド掘進機２の外胴凸部６が１本目のシールド掘進機２の外胴凹部５内に位置させた状態で停止している。
必要に応じて、並んで停止したシールド掘進機同士は、連結してシールド掘進機同士を固定してもよい。連結には、シールド掘進機同士のクリアランスに外胴に注入孔を設けるなどして固化材を充填したり、ボルト孔を設けるなどしてボルト結合したり、それらの組み合わせとしてもよい。
【００３９】
このように、後行シールド掘進機２の外胴凸部６を、先行シールド掘進機２の外胴凹部５内に位置させて、到達位置で掘進を停止することができるので、先行シールドトンネル１に正確に並べた後行シールドトンネル１の施工ができるとともに、先行シールド掘進機２を前方に逃がしておく必要もなく、１０本すべてのシールドトンネルの施工が必要長さＬだけの施工で済み、余分な施工をしなくてよい。この結果、全体工期やコストの増加を抑えることができる。
【００４０】
また、到達位置で並んで停止したシールド掘進機２の外胴凸部６が隣設するシールド掘進機２の外胴凹部５内に位置している。このため、覆工体凹部と覆工体凸部との連結と同様に、止水性が向上し、シールド掘進機２の並設方向に対して直交する方向のせん断力に対しても抵抗させるようにすることができる。
さらに、並んで停止したシールド掘進機同士のクリアランスに固化材を充填した場合には、連結力も強化されるとともに、先行シールド掘進機の外胴凹部と後行シールド掘進機の外胴凸部との間に固化材が存在するため、より連結部の止水性が向上させることができる。ボルト結合によりシールド掘進機同士を連結した場合には、連結力が強化される。
【００４１】
本実施形態では、シールド掘進機２の外胴凸部６はトンネル軸方法の全長に亘って設けられていたが、これに限定されるものではない。全長に亘って設けられない場合、例えば、外胴の前端から少し後方寄りの部分から後端まで設けている場合には、同様に対応する外胴凹部を並設されるシールド掘進機の外胴に設ければよい。すなわち、到達の際に必要な分だけ、外胴凹部を設ければよい。
【００４２】
〔第２の実施形態〕
以下、本発明に係る第２の実施形態について図面の図９と共に説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
第１の実施形態のような並設トンネルの施工において、先行シールドトンネルの施工中に予期しない大きな玉石などの地中障害物によって先行シールド掘進機の掘進を一時的に停止しなければならない場合がある。この場合に、先行シールドトンネルの覆工体凹部内に外胴凸部を位置させて掘進する後行シールド掘進機の掘削を進めると、外胴凸部が先行シールド掘進機の外胴に衝突してしまうので、先行シールド掘進機の掘進が再開するまで停止させなければならず、工期が延びてしまう。
本実施形態は、このような場合に適用したものである。
【００４３】
本実施形態のシールド掘進機２の外胴凹部５は、外胴４のトンネル軸方向の全長に亘って形成されており、並設されるシールド掘進機２の外胴凸部６をスライド自在に位置させることができるようになっている。このため、後行シールド掘進機２が先行シールド掘進機２を追い抜くことができる。
先行シールド掘進機２のカッタは、追い抜く後行シールド掘進機２の外胴凸部６や追い抜いた後行シールド掘進機２が設置する覆工体１０の覆工体凸部１２に干渉しないように、例えばスポーク型にしてさらに縮小可能な構造としている。
【００４４】
図９（Ａ）に示すように、先行シールドトンネル１とそれに後行して後行シールドトンネル１とが施工されており、地中障害物Ｒによって先行シールド掘進機２の掘進が一時中断する。
図９（Ｂ）に示すように、地中障害物Ｒに関係しない後行シールド掘進機２は掘進を続け、掘進を一時中断した先行シールド掘進機２に追いつく。このとき、後行シールド掘進機２の外胴凸部６は、先行シールド掘進機２の外胴凹部５内に位置して移動して、後行シールド掘進機２の外胴凸部６が先行シールド掘進機２の外胴４に衝突することが回避される。
【００４５】
図９（Ｃ）に示すように、後行シールド掘進機２は、先行シールド掘進機２を追い抜き、掘進を続けることができる。この場合には、追い抜いた後行シールド掘進機２は一時中断した先行シールド掘進機２より先行することになる。追い抜く後行シールド掘進機２で設置された覆工体１０の覆工体凸部１２は、停止した先行シールド掘進機２の外胴凹部５内に位置するように設置される。
このようにすることで、追い抜いた後行シールド掘進機２のさらに次の後行シールド掘進機（図示しない）の施工を遅らせないようにすることができる。
掘進を一時中断して停止した先行シールド掘進機２が掘進を再開するときは、追い抜いて先行した後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２を外胴凹部５内に位置させながら掘進させ、覆工体１０を連結していく。
【００４６】
〔その他の変形例〕
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。
【００４７】
本実施形態では、シールド工法を採用しトンネル掘削機としてシールド掘進機を適用したものであったが、これに限定されるものではなく、推進工法を採用しトンネル掘削機として推進管の先頭に設ける掘削機であってもよい。
【００４８】
本実施形態では、並設された覆工体１０と覆工体１０との連結に連結ボルトを採用したが、必要でない場合には連結ボルトを採用しなくてもよい。すなわち、本発明の連結構造とは、連結ボルトで連結するものだけが含まれるものではない。
【００４９】
本実施形態では、並設されるシールドトンネルの基本断面は円形でこれらを連結するものであったが、これに限定されるものではなく、シールドトンネルの基本断面を矩形として、これらを連結するものでもよい。また、矩形と円形を連結するものでもよい。
【００５０】
本実施形態では、並設されるシールドトンネル同士が覆工体凸部を覆工体凹部内に位置させ連結されるものであったが、これに限られず、覆工体凸部を設けないものであってもよい。この場合は、覆工体凹部は、後行するシールド掘進機の外胴凸部をガイドするものとなる。覆工体凸部がない場合であれば、第２の実施形態のように先行シールド掘進機を後行シールド掘進機が追い抜くような際に、追い抜かれた先行シールド掘進機のカッタを縮小可能なものにしなくても、先行シールド掘進機の掘進の再開が可能となる。
また、追い抜かれた先行シールド掘進機の掘進が再開した後に、今度は、追い抜いて行った後行シールド掘進機の掘進が一時中断するなどした場合に、当該追い抜いて行った後行シールド掘進機を再開した先行シールド掘進機が追い抜いて行くようにしてもよい。
【００５１】
いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。
【符号の説明】
【００５２】
１          シールドトンネル
２          シールド掘進機
３          回転カッタ
４          外胴
５          外胴凹部
５ａ        外胴凹部内形面
６          外胴凸部
６ａ        外胴凸部内形面
１０        覆工体（セグメント）
１１        覆工体凹部
１２        覆工体凸部
１３        連結ボルト
２０        掘削線
２１        裏込め材
Ｒ          地中障害物
【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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