(57)【要約】【課題】地盤条件にかかわらずトンネル同士の接続部分を簡単に且つ確実に止水することができ、凍結工法を適用できない地盤にも効果的に採用することできる。【解決手段】地中空洞部の輪郭に沿って間隔あけてシールド掘進機で切削可能な先行セグメント１０ａを配置して先行トンネル１０を施工する工程と、先行トンネル１０内をシールド掘進機で切削可能な充填材を充填する工程と、先行トンネル１０同士の間に互いの断面同士が重なるようにして先行セグメント１０ａの一部を切削しながら、後行セグメント２０ａを配置して後行トンネル２０を施工する工程と、先行セグメント１０ａと後行セグメント２０ａとの間の接続面に膨張袋体４を配置し、膨張袋体４を膨張させる工程と、先行セグメント１０ａと後行セグメント２０ａの背面に裏込め材６を注入する工程と、を有する外殻シールドトンネルの施工方法を提供する。【選択図】図４
2015105513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中を掘削して地中空洞を有する大断面トンネルを構築するに際して、構築するべき前記地中空洞部の輪郭に沿って外殻シールドトンネルを先行トンネルと後行トンネルに区分して、交互に配列して施工し、該外殻シールドトンネルに沿う前記大断面トンネルの外殻覆工壁を施工し、該外殻覆工壁の内側を掘削して前記地中空洞部を構築する外殻シールドトンネルの施工方法であって、
前記地中空洞部の輪郭に沿って間隔をあけて、シールド掘進機で切削可能な先行セグメントを配置することにより先行トンネルを施工する工程と、
前記先行トンネル内をシールド掘進機で切削可能な充填材を充填する工程と、
前記先行トンネル同士の間に互いの断面同士が重なるようにして前記先行セグメントの一部を切削しながら、後行セグメントを配置することにより後行トンネルを施工する工程と、
前記先行セグメントと前記後行セグメントの背面に裏込め材を注入する工程と、
を有することを特徴とする外殻シールドトンネルの施工方法。
【請求項２】
前記先行セグメントと前記後行セグメントとの間の接続面に耐圧性を有する膨張袋体を配置し、該膨張袋体を膨張させる工程を有することを特徴とする請求項１に記載の外殻シールドトンネルの施工方法。
【請求項３】
前記先行セグメントには、前記後行セグメントとの接続端部を下方から支持する押さえ部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の外殻シールドトンネルの施工方法。
【請求項４】
前記先行セグメントと前記後行セグメントとの接続部分の背面側の地盤には、止水材が注入されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の外殻シールドトンネルの施工方法。
【請求項５】
前記後行セグメントは、前記先行セグメントよりも小径であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の外殻シールドトンネルの施工方法。
【請求項６】
前記先行トンネル内で前記外殻覆工壁の一部を築造した後に、前記充填材を充填することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の外殻シールドトンネルの施工方法。
【請求項７】
前記先行セグメントのうち切削可能なセグメントは、前記後行トンネルを施工するシールド掘進機で切削される部分に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の外殻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、外殻シールドトンネルの施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大断面トンネルを施工するに際し、予めその輪郭に沿って多数の小断面シールドトンネルを配列し、それら小断面トンネル同士を連結して外殻シールドトンネルの覆工体を施工した後、その外殻シールドトンネルの内側を掘削して大断面トンネルを完成させるという工法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、小断面の先行トンネルと後行トンネルとを交互に配列してそれらの覆工体の一部を重合させた状態で一体化させ、かつ双方の覆工体どうしを補強材により連結した構造のトンネル構造体を施工し、その内側を掘削して大断面トンネルを完成させるという工法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６８７９８６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、上述した従来の大断面トンネルの施工方法では、以下のような問題があった。
すなわち、外殻シールドトンネルの先行トンネルと後行トンネルとを連結する際には、隣接する双方のトンネル間の対象地盤を凍結工法や薬液注入工法等の補助工法により、地山の崩壊と異常出水を防止したうえで、双方のトンネル間に位置するセグメントを取り除いて切り開きを行っている。
ところが、対象地盤が固結粘土で部分的に砂層が介在している場合に凍結工法を用いると、固結粘土における凍結膨張圧が大きくなり、近接する既設構造物に影響を及ぼすという問題があった。
また、外殻シールドトンネルの施工箇所の地盤が高水圧となる場合には、薬液注入工法のみでは十分な止水ができず、異常出水が生じたり、それに起因する土砂崩壊の可能性があった。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、地盤条件にかかわらずトンネル同士の接続部分を簡単に且つ確実に止水することができ、凍結工法を適用できない地盤にも効果的に採用することできる外殻シールドトンネルの施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る外殻シールドトンネルの施工方法では、地中を掘削して地中空洞を有する大断面トンネルを構築するに際して、構築するべき前記地中空洞部の輪郭に沿って外殻シールドトンネルを先行トンネルと後行トンネルに区分して、交互に配列して施工し、該外殻シールドトンネルに沿う前記大断面トンネルの外殻覆工壁を施工し、該外殻覆工壁の内側を掘削して前記地中空洞部を構築する外殻シールドトンネルの施工方法であって、前記地中空洞部の輪郭に沿って間隔をあけて、シールド掘進機で切削可能な先行セグメントを配置することにより先行トンネルを施工する工程と、前記先行トンネル内をシールド掘進機で切削可能な充填材を充填する工程と、前記先行トンネル同士の間に互いの断面同士が重なるようにして前記先行セグメントの一部を切削しながら、後行セグメントを配置することにより後行トンネルを施工する工程と、前記先行セグメントと前記後行セグメントの背面に裏込め材を注入する工程と、を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明では、先行トンネル同士の間に互いの断面同士が重なるようにして後行トンネルを施工するシールド掘進機で切削することで、後行セグメントを配置することができる。これにより、先行トンネルと後行トンネルとを連結することができ、地中空洞部の輪郭に沿う形状の先行トンネルと後行トンネルとから形成される外殻シールドトンネルを施工することができる。このとき、先行トンネル内には切削可能な充填材が充填されて先行セグメントの形状が内側から保持されているので、後行トンネル用のシールド掘進機の切削に伴って先行セグメントに負荷がかかることによる変形を防止することができる。
【０００９】
また、先行トンネル内に充填材を充填することにより変形が抑制されることから、先行セグメントと後行セグメントとの接続部分の隙間が形成されるのを防止することができる。そのため、外殻シールドトンネル内において地山が露出するのをなくことができ、地盤内の地下水が接続部分からトンネル内に流入するのを防ぐことができる。したがって、後行セグメントの先行セグメント内に位置する部分を取り除く切り開き作業を従来のような凍結工法を採用することなく簡単な方法により実施することができ、先行トンネルと後行トンネルの内部同士を連通させることができる。さらに、凍結工法が不要となるので、固結粘土等の地質で凍結工法を行う場合において凍結膨張圧が大きくなり、近接する既設構造物に影響を及ぼすといった不具合をなくすことができる。
【００１０】
また、本発明に係る外殻シールドトンネルの施工方法では、前記先行セグメントと前記後行セグメントとの間の接続面に耐圧性を有する膨張袋体を配置し、該膨張袋体を膨張させる工程を有することが好ましい。
【００１１】
また、後行トンネルの施工直後において、先行セグメントと後行セグメントとの間の接続面に設けられる膨張袋体を膨張させることで、その接続部分が水密な状態となり、外殻シールドトンネルの背面に十分な裏込め注入を行うことができ、接続部分の隙間を閉塞することができる。そのため、外殻シールドトンネル内において地山が露出するのをなくことができ、地盤内の地下水が接続部分からトンネル内に流入するのを防ぐことができる。
このように、外殻シールドトンネル内を膨張袋体を使用することによって、地盤の地質条件にかかわらずにより確実に止水することが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る外殻シールドトンネルの施工方法では、前記先行セグメントには、前記後行セグメントとの接続端部を下方から支持する押さえ部材が設けられていることが好ましい。
【００１３】
この場合には、後行セグメント上に接続される先行セグメントの接続端部が押さえ部材によって下方より支持されているので、地盤から受ける荷重や水圧によって先行セグメントが後行セグメント上を滑って内空側へ押し出されるのを抑制することができる。そのため、先行セグメントと後行セグメントとの位置のずれを防止し、外殻シールドトンネルの内空断面を確保することができる。さらに、裏込め材の注入圧を高めることができるので、先行セグメントと後行セグメントとの間の接続部分に対して確実な注入を行うことが可能となる利点がある。
【００１４】
また、本発明に係る外殻シールドトンネルの施工方法では、前記先行セグメントと前記後行セグメントとの接続部分の背面側の地盤には、止水材が注入されていることが好ましい。
【００１５】
本発明では、先行セグメントと後行セグメントとの接続部分がエアバックの膨張により隙間なく水密な状態で連結しているので、その接続部分の背面の地盤に対して止水材を注入することができる。これにより、裏込め材に加えて止水材による止水効果を高めることができ、対象地盤が高圧水となる場合でも効果的な止水を行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係る外殻シールドトンネルの施工方法では、前記後行セグメントは、前記先行セグメントよりも小径であることが好ましい。
【００１７】
この場合には、先行トンネルが後行トンネルよりも大径であるので、先後セグメントの後行トンネルのシールド掘進機による切削される割合が小さくなり、先行トンネルの切削による影響を抑えることができる。
【００１８】
また、本発明に係る外殻シールドトンネルの施工方法では、前記先行トンネル内で前記外殻覆工壁の一部を築造した後に、前記充填材を充填することが好ましい。
【００１９】
本発明では、先行トンネル内で後行トンネルのシールド掘進機で切削しない領域に予め外殻覆工壁の一部を築造しておくことができるため、先行セグメントと後行セグメントを連結させ、先行トンネル内の充填材を取り除いてから外殻覆工壁を築造する場合と比較して施工効率を高めることができる。
さらに、先行トンネル内に充填される充填材は、外殻覆工壁の一部の周りの隙間に充填されれば良いことから、充填材の使用量を低減することができる利点がある。
【００２０】
また、本発明に係る外殻シールドトンネルの施工方法では、前記先行セグメントのうち切削可能なセグメントは、前記後行トンネルを施工するシールド掘進機で切削される部分に配置されていることが好ましい。
【００２１】
この場合、シールド掘進機で切削可能な高価なセグメントの使用箇所が後行トンネルで切削される部分に限定されるので、部材コストの増大を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の外殻シールドトンネルの施工方法によれば、先行トンネルと後行トンネルの接続部分における地山の露出をなくすことができる。そのため、セグメントの切り開きを行う際に、地盤条件にかかわらずトンネル同士の接続部分を簡単に且つ確実に止水することができ、凍結工法を適用できない地盤にも効果的に採用することできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態による大断面トンネルの施工方法の概要を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、外殻シールドトンネルの施工工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、図２（ｃ）に続く施工工程を示す断面図である。
【図４】先行トンネルと後行トンネルの接続部分の切り開き状態を示す斜視図である。
【図５】先行トンネルと後行トンネルの接続部分におけるエアバックの膨張状態を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態による外殻シールドトンネルの施工方法について、図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態に外殻シールドトンネル１は、シール掘進機により施工され、例えば大断面の道路トンネルなどの地中空洞部Ｋを形成する大断面トンネル１Ａを施工するに際して、その大断面トンネル１Ａの輪郭（外殻部）に沿って多数（図１では２０本）設けられている。大断面トンネル１Ａは、前記外殻シールドトンネル１を貫き長軸を水平方向に向けた略楕円形状をなす外殻覆工壁Ｒをなしている。この略楕円形の躯体構造Ｒは、例えば鉄筋コンクリート製であって、現場で施工してもよいし、プレキャストコンクリート製の例えば工場等で製造された合成セグメントを用いることができる。
【００２６】
外殻シールドトンネル１は、多数（図１では１０本）の先行トンネル１０と、先行トンネル１０よりも小径の多数（図１では１０本）の後行トンネル２０とが前記外殻部に沿って交互に配置されている。先行トンネル１０と後行トンネル２０のそれぞれの中心Ｏ１、Ｏ２は、外殻部上に位置している。
【００２７】
外殻シールドトンネル１は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、先ず複数の先行トンネル１０を、最終的に築造するべき大断面トンネル１Ａの輪郭に沿って互いに間隔をあけて先行させて施工する。このとき、各先行トンネル１０、１０同士の間には、後工程で後行トンネル２０を施工するための所定間隔を確保する。この所定間隔は、後行トンネル２０の外径寸法よりも小さく、後行トンネル２０の左右両側がそれぞれ先行トンネル１０に重なる所定寸法に設定されている。そして、先行セグメント１０の背面には、裏込め材６（図５参照）が注入されている。
【００２８】
次いで、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、シールド工法によって先行トンネル１０同士の間に互いの断面同士が重なるようにして後行トンネル２０を施工し、先行トンネル１０と後行トンネル２０のそれぞれのセグメント１０ａ、２０ａ同士を一体に連結する。そして、最終的には全ての先行トンネル１０と後行トンネル２０とを大断面トンネル１Ａ（図１参照）の周方向に交互に連結する。
【００２９】
ここで、先行する先行トンネル１０の先行セグメント１０ａは、後行トンネル２０を施工するシールド掘進機（図示省略）で切削が可能なセグメント（以下、切削用セグメント１０ａという）から形成されている。この切削可能なセグメントとして、例えば切削可能な炭素繊維コンクリートを使用した構造のものを使用することができる。なお、この切削可能なセグメントは、先行トンネル１０の全周でもよいが、後行トンネル２０によって切削される一部のセグメント１０ｄのみ（図３（ａ）に示す二点鎖線部分）とすることが好ましい。
【００３０】
図２（ｂ）に示すように、先行した先行トンネル１０の内部には、上述した外殻覆工壁Ｒの一部（第１覆工壁Ｒ１）が築造される。続いて、図２（ｃ）に示すように、先行トンネル１０の内部には、流動化処理土などの後行トンネル２０のシールド掘進機で切削可能な充填材３で充填する。このときの充填作業は、先行トンネル１０の内側で行うものであり、後行トンネル２０の掘進先端の切羽位置よりも少なくとも前方に充填材３が充填された状態となるように施工されている。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、先行トンネル１０、１０同士の間に互いの断面同士が重なるようにして先行セグメント１０ａの一部（符号１０ｄのセグメント）を切削しながら、後行セグメント２０ａを配置することにより後行トンネル２０を施工する。
【００３２】
このとき、図４に示すように、先行セグメント１０ａと後行セグメント２０ａとの間の接続面に耐圧性を有する膨張袋体４を配置し、膨張袋体４内に例えばモルタル等の充填部材を圧力充填させることにより膨張させる。ここで、後行セグメント２０ａの外周面２０ｂには、先行セグメント１０ａの周方向の破断端面１０ｃが当接する箇所に前記膨張袋体４が装着されている。
【００３３】
膨張袋体４は、トンネル軸方向Ｘに沿って延在し、後行トンネル２０のシールド掘進機２０Ａの後端側（切羽側と反対側）において周方向に沿って延在し、後行セグメント２０ａの外周面に形成された凹溝２０ｃ内に未充填状態で収容されている。このとき、未充填状態の膨張袋体４は、外周面２０ｂより突出しない状態であり、図５に示すように、前記充填部材を充填した状態で外周面２０ｂより外方に膨出する。そして、この膨出した状態で、膨張袋体４が先行セグメント１０ａの破断端面１０ｃに水密に密着する。
【００３４】
図５に示すように、先行セグメント１０ａには、後行セグメント２０ａとの接続端部を下方から支持する押さえ金物５（押さえ部材）が設けられている。押さえ金物５は、所定の角度をもって折り曲げられた形状をなし、後行セグメント２０ａの外周面２０ｂにボルトにより固定される第１支持板５１と、先行セグメント１０ａの内周面１０ｂに下方から当接する第２支持板５２と、を有している。この押さえ金物５は、トンネル軸方向Ｘに間隔をあけて設けられていても良いし、トンネル軸方向Ｘ（図４参照）に沿って直線上に延在され間隔をあけてボルトにより固定されるものでもよい。後行トンネル２０を施工するシールド掘進機で切削されて分断された先行セグメント１０ａは、破断端面１０ｃが後行セグメント２０ａ上（外周面２０ｂ）に載置された状態となっており、その外周面２０ｂの曲面に沿って滑り落ちるのを防止することができる。
【００３５】
次に、図４及び図５に示すように、後行セグメント２０の背面の地山側に裏込め材６を注入する。つまり、後行トンネル２０の内側から、先行トンネル１０に重なる部分を除いた部分の地盤にのみ裏込め材６が注入される。このとき、先行セグメント１０ａと後行セグメント２０ａとの接続部分Ｔには、膨張袋体４で密接されているので、地山側の裏込め材６のトンネル内への流入が抑制されている。
【００３６】
なお、裏込め材６の注入は、地盤の状態や先行セグメント１０ａの破断端面１０ｃと後行セグメント２０との密着状態によっては、後行セグメント２０の組み立て後において膨張袋体４を膨出させる前に行っても良い。
また、裏込め材６の注入により十分な止水性が保たれると判断される場合には、前記膨張袋体４の設置を省略してもよい。或いは、設置されている膨張袋体４内に充填部材を充填せずに膨張させない方法とすることもできる。
【００３７】
また、本実施の形態では、図５に示すように、先行セグメント１０と後行セグメント２０との接続部分Ｔの外側の地盤に対して、後行トンネル２０内から図示しない注入管を打ち込み、その注入管を通して止水材７を注入して地盤改良を行い、止水領域を形成し、これにより連結部Ｔでの止水性を確保する。この止水材７の注入は、必要に応じて適宜施工されればよく、省略することも可能である。
なお、止水材７を注入する場合には、本実施の形態のように膨張袋体４に充填部材を充填して膨張状態にしておくことが好ましい。
【００３８】
次に、図３（ｂ）に示すように、先行トンネル１０内に位置する後行セグメント２０ａを解体撤去し、形成される開口部を通して先行トンネル１０と後行トンネル２０とが連通されることになる。すなわち、外殻部に沿って連通する外殻シールドトンネル１が形成されることになる。なお、この解体撤去される部分を予め、スチールセグメントを使用したり、解体を前提とした継ぎ手を採用することが好ましい。
【００３９】
次いで、図３（ｃ）に示すように、切り開いた空間を利用して、予め先行トンネル１０の内部に築造した外殻覆工壁Ｒの一部（第１覆工壁Ｒ１）同士を連続する外殻覆工壁（第２覆工壁Ｒ２）を施工する。この第２覆工壁Ｒ２は、鉄筋コンクリート造とすれば良く、その施工に際して配筋や型枠その他の必要な関連作業は相前後して適宜行えば良い。
【００４０】
以上の工程により、施工するべき大断面トンネル１Ａの外殻覆工壁Ｒが先行して施工されたので、その外殻覆工壁Ｒの内側の地盤を掘削して地中空洞部Ｋを形成し、大断面トンネル１Ａを完成させる。
【００４１】
次に、上述した外殻シールドトンネルの施工方法を実施することによる作用・効果について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施の形態では、互いに間隔をあけて施工された先行トンネル１０、１０同士の間に互いの断面同士が重なるようにして後行トンネル２０を施工するシールド掘進機２０Ａ（図４参照）で切削することで、後行セグメント２０を配置することができる。これにより、先行トンネル１０と後行トンネル２０とを連結することができ、地中空洞部Ｋの輪郭に沿う形状の先行トンネル１０と後行トンネル２０とから形成される外殻シールドトンネル１を施工することができる。このとき、先行トンネル１０内には切削可能な充填材３が充填されて先行セグメント１０の形状が内側から保持されているので、後行トンネル２０用のシールド掘進機２０Ａの切削に伴って先行セグメント１０ａに負荷がかかることによる変形を防止することができる。
【００４２】
また、先行トンネル１０内に充填材３を充填することにより変形が抑制されることから、先行セグメント１０と後行セグメント２０との接続部分Ｔに隙間が形成されるのを防止することができる。そのため、外殻シールドトンネル１内において地山が露出するのをなくことができ、地盤内の地下水が接続部分Ｔからトンネル１内に流入するのを防ぐことができる。
さらに、後行トンネル２０の施工直後において、図５に示すように、先行セグメント１０ａと後行セグメント２０ａとの間の接続面に設けられるエアバック４を膨張させることで、その接続部分Ｔが水密な状態となり、外殻シールドトンネル１の背面に十分な量の裏込め材６を注入することができ、接続部分Ｔの隙間を閉塞することができる。そのため、外殻シールドトンネル１内において地山が露出するのをなくことができ、地盤内の地下水が接続部分Ｔからトンネル１内に流入するのを防ぐことができる。
【００４３】
このように、外殻シールドトンネル１内をエアバック４を使用することによって、地盤の地質条件にかかわらずに確実に止水することが可能となる。そのため、後行セグメント２０ａの先行セグメント１０ａ内に位置する部分を取り除く切り開き作業を従来のような凍結工法を採用することなく簡単な方法により実施することができ、先行トンネル１０と後行トンネル２０の内部同士を連通させることができる。さらに、凍結工法が不要となるので、固結粘土等の地質で凍結工法を行う場合において凍結膨張圧が大きくなり、近接する既設構造物に影響を及ぼすといった不具合をなくすことができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、後行セグメント２０ａ上に接続される先行セグメント１０ａの接続端部が押さえ金物５によって下方より支持されているので、地盤から受ける荷重や水圧によって先行セグメント１０ａが後行セグメント２０ａ上を滑って内空側へ押し出されるのを抑制することができる。
そのため、先行セグメント１０ａと後行セグメント２０ａとの位置のずれを防止し、外殻シールドトンネル１の内空断面を確保することができる。さらに、裏込め材６の注入圧を高めることができるので、先行セグメント１０ａと後行セグメント２０ａとの間の接続部分に対して確実な注入を行うことが可能となる利点がある。
【００４５】
また、先行セグメント１０ａと後行セグメント２０ａとの接続部分がエアバック４の膨張により隙間なく水密な状態で連結しているので、その接続部分の背面の地盤に対して止水材７を注入することができる。これにより、裏込め材６に加えて止水材７による止水効果を高めることができ、対象地盤が高圧水となる場合でも効果的な止水を行うことができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、先行トンネル１０が後行トンネル２０よりも大径であるので、先後セグメント１０ａの後行トンネル２０のシールド掘進機２０Ａ（図４参照）による切削される割合が小さくなり、先行トンネル１０の切削による影響を抑えることができる。
【００４７】
さらに、先行トンネル１０内で後行トンネル２０のシールド掘進機２０Ａで切削しない領域に予め外殻覆工壁Ｒの一部（第１覆工壁Ｒ１）を築造しておくことができるため、先行セグメント１０ａと後行セグメント２０ａを連結させ、先行トンネル１０内の充填材３を取り除いてから外殻覆工壁Ｒを築造する場合と比較して施工効率を高めることができる。
さらに、先行トンネル１０内に充填される充填材３は、第１覆工壁Ｒ１の周りの隙間に充填されれば良いことから、充填材３の使用量を低減することができる利点がある。
【００４８】
また、本実施の形態による施工方法では、先行セグメント１０ａのうち切削可能なセグメントが後行トンネル２０を施工するシールド掘進機２０Ａで切削される部分に配置されているので、シールド掘進機２０Ａで切削可能な高価なセグメントの使用箇所が後行トンネル２０で切削される部分に限定されることとなり、部材コストの増大を抑えることができる。
【００４９】
上述のように本実施の形態による外殻シールドトンネルの施工方法では、先行トンネル１０と後行トンネル２０の接続部分Ｔが膨張袋体４の膨張により水密な状態で連結されるので、その接続部分Ｔにおける地山の露出をなくすことができる。
そのため、セグメントの切り開きを行う際に、地盤条件にかかわらずトンネル１０、２０同士の接続部分Ｔを簡単に且つ確実に止水することができ、凍結工法を適用できない地盤にも効果的に採用することできる。
【００５０】
以上、本発明による外殻シールドトンネルの施工方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では、先行トンネル１０と後行トンネル２０とをそれぞれ１０本ずつとして全２０本の外殻シールドトンネル１を施工するものとしているが、これらトンネルの本数や径寸法は、施工するべき大断面トンネル１Ａの規模や断面形状に応じて適正に設定すれば良いし、先行トンネル１０と後行トンネル２０との径寸法も限定されるものではない。例えば、本実施の形態では先後トンネル１０が後行トンネル２０より大径としているが、これに限らず、同径の径寸法でも良い。また、先行して施工される先行トンネル１０同士の間隔も後行トンネル２０の径寸法に対応させて設定すればよい。
【００５１】
また、本実施の形態では、後行トンネル２０の掘進前の先行トンネル１０の内側に予め外殻覆工壁Ｒの一部（第１覆工壁Ｒ１）を配置し、その第１覆工壁Ｒ１の周囲に充填材３を充填しているが、このような施工方法に限定されることはない。例えば、先行トンネル１０の内側に第１覆工壁Ｒ１を設けずに、その内側全域に充填材３を充填し、先行トンネル１０に後行トンネル２０を連結させセグメントの切り開きを行った後に、先行トンネル１０内の充填材３を取り除いて、外殻シールドトンネル１内に外殻覆工壁Ｒ（第１覆工壁Ｒ１及び第２覆工壁Ｒ２）を築造する方法であっても良い。
【００５２】
さらに、本実施の形態では、膨張袋体４内に充填する充填部材として、モルタル等の固結材料を使用しているが、これに限定されることはなく、エアや水などの液体も充填部材として採用することができる。要は、先行セグメント１０と後行セグメント２０の接続面を膨張袋体４の膨張により隙間なく水密な状態とし、地盤に注入する裏込め材６や止水材７の流入や、高圧水な地盤における出水を防止できる構成となっていればよい。
また、出水がほとんど無いと判断される場合には、耐圧性を有する膨張袋体４を省略することも可能である。
【００５３】
また、本実施の形態では、押さえ金物５を使用して先行セグメント１０を下方から支持する方法としているが、押さえ金物５の形状、大きさ、数量などは適宜変更可能であり、また押さえ金物５を省略することも可能である。
【００５４】
さらに、本実施の形態では、裏込め材６の注入の他に止水材７を注入する施工の一例を示しているが、地盤条件に応じて止水材７の注入を省略することも勿論可能であるし、注入範囲も適宜設定することができる。
【００５５】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  外殻シールドトンネル
１Ａ  大断面トンネル
３  充填材
４  膨張袋体
５  押さえ金物（押さえ部材）
６  裏込め材
７  止水材
１０  先行トンネル
１０ａ  先行セグメント
２０  後行トンネル
２０Ａ  シールド掘進機
２０ａ  後行セグメント
Ｋ  地中空洞部
Ｒ  外殻覆工壁
Ｒ１  第１覆工壁
Ｒ２  第２覆工壁
Ｔ  接続部分
Ｘ  トンネル軸方向
【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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