(57)【要約】【課題】トンネル掘削機のカッタ構造のタイプに拘わらず採用でき、急曲線施工時にカーブの内側にも適正に薬剤を注入でき、広い作業スペースを確保できるトンネル工事における地盤改良工法および地盤改良装置を提供する。【解決手段】トンネル掘削機１の後方に位置する既設セグメント１４ａから斜め前方にトンネル掘削機１側まで注入管５０を伸ばし、その注入管５０から地盤改良剤（薬剤）を注入するようにした。これにより、掘削機１のカッタ構造とは全く無関係に薬剤注入が行える。また、注入管５０のトンネル中心線に対する斜めの角度θを大きくすることは容易なため、急曲線施工時に、上記角度θを直角方向に大きくすることで、カーブの内側にも適正に薬剤を注入できる。また、既設セグメント１４ａが位置する部分は、掘削機１から離れているため、広い作業スペースを確保できる。【選択図】　　　図１
2004076388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル掘削機の後方に位置する既設セグメントから斜め前方にトンネル掘削機側まで注入管を伸ばし、その注入管から地盤改良剤を注入するようにしたことを特徴とするトンネル工事における地盤改良工法。
【請求項２】
トンネル掘削機の後方に位置する既設セグメントに、径方向外方に出没する出没部材を設け、該出没部材に、その突出時にセグメントの内側から外側に貫通されてトンネル掘削機側まで斜め前方に延伸される地盤改良剤用の注入管を設けたことを特徴とするトンネル工事における地盤改良装置。
【請求項３】
上記出没部材は、トンネルの内外を連通する連通路が形成された首振り部材を有し、上記注入管は、この首振り部材の連通路に貫通された請求項２記載のトンネル工事における地盤改良装置。
【請求項４】
上記首振り部材の連通路は、上記出没部材を突出させる際に、側部地山の土砂を排土する排土通路を兼ねる請求項３記載のトンネル工事における地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘削機を用いたトンネル工事における地盤改良工法および地盤改良装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル掘削機を用いたトンネル工事においては、地山が崩壊し易い土質の場合や急曲線施工を行う場合等には、切羽の崩落を防ぐため、掘削機の近傍前方の土砂を薬剤注入によって地盤改良を行う必要がある。ここで、地上から薬剤を注入できれば問題ないが、地上の交通確保の制約や大深度施工等の場合には地上から薬注できないため、掘削機内から薬剤注入しなければならない。掘削機内から薬剤を注入する地盤改良装置として、図１３に示すものが知られている。
【０００３】
図示するように、この地盤改良装置は、トンネル掘削機（シールド掘進機）の筒状のシールドフレームａ内を前後に仕切る固定隔壁ｂに回転隔壁ｃを設け、回転隔壁ｃに傾斜中空管ｄを介してカッタｅを取り付け、傾斜中空管ｄ内に前方に薬剤を注入する注入器ｆを取り付けたものである。この地盤改良装置によれば、回転隔壁ｃをモータｇで回転させることにより、注入器ｆがカッタｅの回転中心軸廻りに円錐状に振れ回るため、薬剤を切羽の前面に広範囲に亘って注入できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記地盤改良装置は、その構成に回転隔壁ｃが必須であるため、回転隔壁ｃを有しないタイプのトンネル掘削機（例えば図１に示すタイプ等）には適用できないという問題があった。すなわち、図１のタイプは、固定隔壁の外周部に回転リングを軸支し、回転リングにドーム型のカッタを取り付けたものであるため、注入器ｆを取り付けるべき回転隔壁ｃが存在しない。このため、回転隔壁ｃに取り付けた注入器ｆを、回転隔壁ｃの回転に伴って円錐状に振れ回し、薬剤の注入範囲を広範囲とする上記地盤改良装置を適用できない。
【０００５】
また、上記地盤改良装置は、図１４に示すように、急曲線施工を行う場合、カーブの内側に薬剤を適正に注入し難いという問題があった。すなわち、急曲線施工時には、カーブの両側を所定の幅Ｌの範囲で地盤改良する必要があるが、注入器ｆのカッタ回転中心線に対する傾斜角度θを大きくすることが装置の機構上制限されるため、カーブの外側には所定の幅Ｌ内に薬剤を注入できるものの、カーブの内側には所定の幅Ｌ内に薬剤を注入できない。
【０００６】
また、上記地盤改良装置は、図１３に示すように、回転隔壁ｃに注入器ｆを取り付けているが、この付近にはカッタ室ｈ内の土砂を坑内に搬送するための図示しない土砂搬送装置（スクリューコンベヤや送排泥管等）が配置されておりまたモータｇも存在するため狭隘なスペースしか残されておらず、実際には取り付けが困難（小口径の場合には特に困難）である。また、狭隘なスペース内で作業員が薬注作業しなければならないため、作業効率が悪い。
【０００７】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、掘削機のカッタ構造とは無関係に適用でき、急曲線施工時にカーブの内側にも適正に薬剤を注入でき、且つ広い作業スペースを確保できるトンネル工事における地盤改良工法および地盤改良装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明に係るトンネル工事における地盤改良工法は、トンネル掘削機の後方に位置する既設セグメントから斜め前方にトンネル掘削機側まで注入管を伸ばし、その注入管から地盤改良剤（薬剤）を注入するようにしたものである。
【０００９】
この発明によれば、掘削機後方の既設セグメントから掘削機側まで注入管を斜め前方に伸ばして薬剤注入を行っているので、掘削機のカッタ構造とは全く無関係に薬剤注入が行える。すなわち、回転隔壁を備えないタイプの掘削機にも適用できる。また、注入管のトンネル中心線に対する斜めの角度を大きくすることは容易なため、急曲線施工を行う場合には、上記角度を直角方向に大きくすることで、カーブの内側にも適正に薬剤を注入できる。また、既設セグメントが位置する部分は、掘削機から離れているため、広い作業スペースを確保できる。
【００１０】
また、第２の発明に係るトンネル工事における地盤改良装置は、トンネル掘削機の後方に位置する既設セグメントに、径方向外方に出没する出没部材を設け、該出没部材に、その突出時にセグメントの内側から外側に貫通されてトンネル掘削機側まで斜め前方に延伸される地盤改良剤用の注入管を設けたものである。
【００１１】
この発明によれば、出没部材を既設セグメントの径方向外方に突出させ、その突出した出没部材に薬剤注入用の注入管を貫通させて掘削機側まで斜め前方に延伸しているので、出没部材を突出させた分だけ注入管のトンネル中心線に対する斜めの角度を小さくできる。よって、掘削機の近傍の土砂に薬剤を注入できる。
【００１２】
また、上記出没部材は、トンネルの内外を連通する連通路が形成された首振り部材を有し、上記注入管は、この首振り部材の連通路に貫通されていてもよい。こうすれば、首振り部材の首振り角度を調節することで、注入管のトンネル中心線に対する斜めの角度を任意に変更できる。
【００１３】
また、上記首振り部材の連通路は、上記出没部材を突出させる際に、側部地山の土砂を排土する排土通路を兼ねてもよい。こうすれば、出没部材に側部地山の土砂を排土するための排土通路を別途設ける必要はなく、装置の小型化・低コスト化に繋がる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１５】
図１は本実施形態に係る地盤改良装置を備えたシールド掘進機の平断面図、図２は上記地盤改良装置の作動前の横断面図、図３は上記地盤改良装置の作動後の横断面図（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図）である。
【００１６】
図１に示すように、このシールド掘進機１（トンネル掘削機）は、シールドフレームを構成する筒状の前胴２と後胴３とが中折れジャッキ４を介して連結された所謂中折れシールドであり、急曲線施工に適している。但し、本実施形態に係る地盤改良装置は、掘進機１に取り付けられるものではないため、中折れシールドに限定されるものではなく、通常のシールド機にも適用可能である。
【００１７】
前胴２には、内部を前後に仕切る固定隔壁５が設けられている。固定隔壁５の外周部には回転リング６が軸支され、回転リング６にはドーム型のカッタヘッド７が取り付けられている。そして、カッタヘッド７には、岩盤切削用のローラカッタおよびビット（図示せず）が取り付けられている。但し、本実施形態に係る地盤改良装置は、掘進機１に取り付けられるものではないため、このようなカッタに限定されるものではなく、カッタのタイプには無関係に適用可能である。
【００１８】
回転リング６には、内歯ギヤ８が取り付けられている。内歯ギヤ８には、モータ９の回転軸に設けられたピニオン１０が噛合されている。この構成によれば、モータ９を駆動することで、カッタヘッド７が回転し、ローラカッタおよびビットによって切羽（岩盤・硬質地盤等）が掘削される。掘削土砂は、一旦隔壁５の前方のカッタ室１１に取り込まれ、スクリューコンベヤ１２等の搬送装置によって坑内に移送される。
【００１９】
後胴３の内周面には、推進ジャッキ１３が周設されている。推進ジャッキ１３は、既設セグメント１４に反力を取って掘進機１を前進させるものである。セグメント１４は、後胴３内に設けられた図示しないエレクタ（セグメント組立装置）によって、後胴３の内側にてリング状に組み立てられ、推進ジャッキ１３によって相対的に後方に押し出される。また、後胴３の後端には、既設セグメント１４との隙間を止水するテールシール１５が設けられている。
【００２０】
本実施形態に係る地盤改良装置２０は、図１に示すように、上述のシールド掘進機１とは無関係に、特殊セグメント１４ａに取り付けられる。すなわち、所定の特殊セグメント１４ａには、地盤改良装置２０の一部を成す出没部材２１が、径方向外方に出没自在に装着されている。出没部材２１は、図２、図３および図４にも示すように、フランジ２２が設けられた外筒２３と、外筒２３にスライド自在に装着されたフランジ２４付きの内筒２５と、内筒２５内を仕切る仕切部材２６と、仕切部材２６に首振り自在に取り付けられた首振り部材２７とを有する。
【００２１】
首振り部材２７は、球体２８と、球体２８に設けられたロッド体２９と、球体２８およびロッド体２９に貫通形成された連通路３０と、連通路３０を開閉する弁体３１とを有する。他方、仕切部材２６には、トンネル内外を連通させて球面座３２が形成されている。そして、その球面座３２に首振り部材２７の球体２８が装着され、首振り部材２７が首振り自在となっている。また、これにより連通路３０がトンネルの内外を連通する。
【００２２】
かかる出没部材２１は、図２および図３に示すように、その外筒２３が特殊セグメント１４ａに開口された装着穴３３にスライド自在に装着されており、外筒２３が装着穴３３に対してスライドし、内筒２５が外筒２３に対してスライドすることにより、セグメント１４ａの外周面から径方向外方に出没するようになっている。このとき、各フランジ２２、２４が突出位置を規制するストッパとなる。
【００２３】
また、装着穴３３の内周面には、外筒２３との間を止水するシール（図示せず）が設けられ、外筒２３の内周面には、内筒２５との間を止水するシール（図示せず）が設けられている。なお、装着穴３３は、セグメント１４ａにボルト等によって取り付けられた穴ブロック３４に設けられている。
【００２４】
出没部材２１の詳細を図４乃至図６を用いて説明する。
【００２５】
外筒２３には、図４に示すようにその先端がセグメント１４ａの外周面と略面一の状態のとき装着穴３３の側面に覆われる位置で、且つ図５に示すように先端がセグメント１４ａの外周側に突出されたとき側部地山に晒される位置に、外穴３５が形成されている。また、外筒２３には、図６に示すように首振り部材２７が回動されたとき、首振り部材２７が嵌るＵ字型の外溝３６が形成されている。
【００２６】
他方、内筒２５には、図５に示すようにその先端がセグメント１４ａの外周側に突出されたとき、外筒２３の外穴３５と連通する位置に、内穴３７が形成されている。また、内筒２３には、このとき外筒２３の外溝３６と重なる位置に、Ｕ字型の内溝３８が形成されている。よって、図６に示すように、首振り部材２７は、重なった内溝３８および外溝３６に嵌ることになる。
【００２７】
内穴３７と内溝３８とは、内筒２５内に斜めに配置された仕切部材２６により仕切られており、内穴３７は坑外に位置し、内溝３８は坑内に位置する。ここで、図４に示すように、内筒２５および外筒２３が引き込まれているとき、内穴３７の一部が外穴３５にラップしているため、側部地山の土砂水が内穴３７を通って外穴３５まで浸入するものの、このとき外穴３５は装着穴３３の側面で覆われているため、側部地山の土砂水が坑内に浸入することはない。
【００２８】
また、図５および図６に示すように、上記内溝３８および外溝３６の近傍には、首振り部材２７が回動して内溝３８および外溝３６に係合するとき、その首振り部材２７との干渉を避けるため、着脱ブロック３９が着脱自在に取り付けられている。着脱ブロック３９は、図４から図５にかけて外筒２３をガイドする機能を発揮するが、最初から省略することも可能である。
【００２９】
かかる出没部材２１は、通常時には、図２および図４に示すように、内筒２５のフランジ２４と外筒２３のフランジ２２とを貫通して穴ブロック３４にネジ込まれる段付きボルト４０等のスペーサによって、内筒２５および外筒２３の先端がセグメント１４ａの外周面と略面一となった状態に固定されている。そして、この段付きボルト４０は、図３および図５に示すように、内筒２５および外筒２３がセグメント１４ａの外周面から突出されるときには取り外される。
【００３０】
上記内筒２５および外筒２３は、図１乃至図３に示す押出装置４１によって、図２の状態から図３に示すようにセグメント１４ａの外周側に押し出される。押出装置４１は、トンネルの底部に移動可能に着座される基台４２と、基台４２からトンネルの中心方向（上方）に延出された支持柱４３と、支持柱４３に略トンネル中心に配置されたピン４４を介して回転自在に取り付けられた回転ブロック４５と、回転ブロック４５にトンネル径方向にスライド移動可能に装着された旋回アーム４６とを備えている。
【００３１】
旋回アーム４６の一端には、図２および図３に示すように内筒２５のフランジ２４に当接される押当て部４７が設けられ、旋回アーム４６の他端には、図１に示すように押出すべき内筒２５と１８０度反対側に位置する内筒２５を前後に跨ぐように形成された分岐体４８が設けられている。分岐体４８は、図１に示すようにトンネルの前後方向にＹ字型に形成されたＹ字材が図２および図３に示すように二段に配置されて成り、各Ｙ字材の先端には、セグメント１４に当接するジャッキ４９が設けられている。
【００３２】
この構成によれば、図２の状態からジャッキ４９を伸ばすことで、図３に示すように、旋回アーム４６が回転ブロック４５に対して移動し、内筒２５および外筒２３が押当て部４７に押されて突出する。その後、ジャッキ４９を収縮させ、旋回アーム４６の回転ブロック４５に対する相対位置を図２の状態に戻し、旋回アーム４６をピン４４廻りに適宜回動させることで、同様にして別の内筒２５および外筒２３を突出させることができる。なお、旋回アーム４６の回動時、分岐体４８が各内筒２５（出没部材２１）を前後に跨ぐように形成されているため、旋回アーム４６の回動が阻害されることはない。
【００３３】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００３４】
上記シールド掘進機１を用いたトンネル工事においては、地山の土質や急曲線施工等の一定のケースでは、切羽の崩落を防ぐため、掘進機１の近傍前方の土砂を薬剤注入によって地盤改良を行う必要がある。この場合、先ず、図１に示すように、上記出没部材２１を装備した特殊セグメント１４ａを、シールド掘進機１に対して所定距離後方に離れた地点に配置する。この配置は次のようにして行う。
【００３５】
最初に、後胴３の内方にて、装着穴３３が開けられた特殊セグメント１４ａをエレクタによってリング状に組み立てる。次に、各セグメント１４ａの装着穴３３に外筒２３を挿入し、外筒２３に内筒２５を挿入する。内筒２５には、仕切部材２６が取り付けられており、仕切部材２６には、首振り部材２７が取り付けられている。そして、図２および図４に示すように、内筒２５と外筒２３とを、段付きボルト４０によって特殊セグメント１４ａに固定する。これにより、装着穴３３の部分の止水が完了する。その後、かかる特殊セグメント１４ａを推進ジャッキ１３によって後方に送り出し、図１の位置とする。
【００３６】
次に、図１および図２に示すようにトンネル内に押出装置４１をセットし、図２に示す段付きボルト４０を取り外す。そして、図３に示すように、押出装置４１のジャッキ４９によって内筒２５および外筒２３を押し出す。これにより、内筒２５および外筒２３は、図４に示すようにその先端がセグメント１４ａの外周面と略面一の状態から、図５に示すように先端がセグメント１４ａの外周面から突出した状態となる。
【００３７】
ここで、図４から図５にかけて首振り部材２７の弁体３１を開いておけば、側部地山の土砂が首振り部材２７の内部に形成された連通路３０を通って坑内に排土される。このとき連通路３０は排土通路として機能する。こうすれば、仕切部材２６に側部地山の土砂を排土するための排土通路を別途設ける必要はなく、装置の小型化・低コスト化に繋がる。排土後、弁体３１を閉じる。
【００３８】
なお、内筒２５および外筒２３を図４から図５のように突出させるに先立って、上記弁体３１を開いて坑内から側部地山へ水や作泥剤等を噴射し、突出させる部分の土砂を流動化してもよい。このとき連通路３０は注水路として機能する。こうすれば、側部地山が流動化するためその排土性が向上し、押出装置４１のジャッキ４９の作動力の負担が小さくなる。
【００３９】
こうして、内筒２５および外筒２３を突出させたとき、図５に示すように、外穴３５と内穴３７とが重なり、外溝３６と内溝３８とが重なる。その後、着脱ブロック３９を取り外し、図６に示すように首振り部材２７を回動させ、首振り部材２７のロッド体２９をラップした外溝３６および内溝３８に係合させ、首振り部材２７の球体に開口された連通路３０の出口をラップした内穴３７および外穴３５に対向させる。
【００４０】
このとき、首振り部材２７を支持する仕切部材２６が、図４の位置から径方向外方に突出されているので、その突出分だけ首振り部材２７の回動支点が側部地山側にずれることになり、首振り部材２７のロッド体２９が外溝３６および内溝３８に嵌り込むこととも相俟って、首振り部材２７のトンネル中心線に対する斜めの角度θ（図１参照）を小さくできる。
【００４１】
その後、弁体３１を開き、図７に示すように、首振り部材２７の連通路３０に注入管５０を挿入し、外筒２３の外穴３５と内筒２５の内穴３５とを通して斜め前方に延伸する。ここで、既述のように首振り部材２７のトンネル中心線に対する斜めの角度θを小さくできるので、注入管５０のトンネルの軸線に対する薬注角度θ（図１参照）も小さくできる。
【００４２】
注入管５０の側部地山への挿入・延伸は、公知のパーカッションドリルやミゼットドリル等によってなされる。パーカッションドリルは、注入管５０の根元を把持して軸方向に振動させながら注入管５０を地山に貫入させるものであり、ミゼットドリルは、注入管５０の根元を把持して軸廻りに回転させながら注入管５０を地山に貫入するものである。またいずれのドリルも、所定長さの注入管５０を継ぎ足して延伸するようになっている。
【００４３】
これらのドリルによって、図９に示すように、注入管５０をシールド掘進機１の前方まで延伸したならば、注入管５０を引き抜きつつ地盤改良剤（コンクリート等）を噴射し、地山に円柱状の地盤改良域５１を生成する。このように掘進機１後方の既設の特殊セグメント１４ａ（図１〜図３参照）から掘進機１側まで注入管５０を斜め前方に伸ばして薬剤注入を行っているので、掘進機１のカッタ構造とは全く無関係に薬剤注入が行える。すなわち、回転隔壁を備えないタイプの掘削機にも適用でき、あらゆる土質に対応できる。
【００４４】
また、既述のように、首振り部材２７の回動中心（球体２８の位置）が図４の位置から外側に移動され、首振り部材２７が外溝３６および内溝３８に嵌り込むため、注入管５０のトンネルの軸線に対する薬注角度θを小さくでき、掘進機１の近傍の土砂に薬剤を注入できる。よって、掘進機１の近傍の地山を地盤改良できる。また、上記薬注角度θを変更することで薬注による地盤改良域５１を変更できる。また、セグメント１４ａが位置する部分は、掘進機１から離れているため、広い作業スペースを確保できる。よって、小口径の掘進機１でも実現でき、薬注のための作業性・安全性が向上する。
【００４５】
そして、以上の作業を図２および図３に示す同一リングの全ての外筒出没部材２１について行い、図１０に示すように、円柱状の地盤改良域５１をシールド掘進機１の左右上方を囲むように門型に生成する。その後、図９に示すように、シールド掘進機１を所定距離前進させ、より前方に同様に配置した特殊セグメント１４ａから、同じ手順によって薬剤を門型に注入し、円柱状の地盤改良域５２を生成する。このとき、図１０に示すように、前に行った薬注域と位相をずらして薬注することが好ましい。
【００４６】
このような薬注作業後、図８に示すように、特殊セグメント１４ａの前後のセグメント１４等からテールボイド（シールドフレーム３と既設セグメント１４との間）およびその近傍の側部地山に固化剤５４（コンクリート等）を充填する。そして、固化剤５４が固化した後に装着穴３３から外筒２３およびその内側の部材２５、２６、２７等を抜き取り、装着穴３３に蓋５３を嵌め込み固定する。これにより、出没部材２１（内筒２５、外筒２３、仕切部材２６、首振り部材２７等）を再利用することができる。
【００４７】
また、図９に示すように、上記シールド掘進機１を用いて急曲線施工をする場合には、カーブの左右両側を所定の幅Ｌの範囲で地盤改良する必要があり、カーブ内側の薬注角度θを掘進に伴って徐々に大きくする必要があるが、この角度θを大きくする変更は容易である。何故なら、薬注角度θを小さくすることは薬注管５０をセグメント１４の内外に貫通させる都合上なかなか困難であるが（図１参照）、薬注角度θを大きくすることは図４乃至図７に示す内穴３７および外穴３５を側部地山側に延びた長穴としたり内外筒２３、２５の先端まで切れ込ませた溝状とすることで容易に大きくできるからである。よって、本実施形態では、図９に示すように、急曲線施工をする場合に、カーブの左右両側を所定の幅Ｌの範囲で確実に地盤改良できる。
【００４８】
本発明の別の実施形態を図１１および図１２に示す。
【００４９】
図示するように、この実施形態は、出没部材２１の構造のみが前実施形態と異なっており、その他は前実施形態と同様の構成であるので、変更された出没部材２１ａのみを説明し、その他の部分の説明は省略する。
【００５０】
図１１に示すように、所定の特殊セグメント１４ａには、地盤改良装置の一部を成す出没部材２１ａが、径方向外方に出没自在に装着されている。出没部材２１ａは、フランジ７０が設けられた筒体７１と、筒体７１内を仕切る仕切部材７２と、仕切部材７２に首振り自在に取り付けられた首振り部材７３とを有する。
【００５１】
首振り部材７３は、球体７４と、球体７４に設けられたロッド体７５と、球体７４およびロッド体７５に貫通形成された連通路と、連通路を開閉する弁体７６とを有する。他方、仕切部材７２には、トンネル内外を連通させて球面座が形成されている。そして、その球面座に首振り部材７３の球体７４が装着され、首振り部材７３が首振り自在となっている。また、これにより連通路がトンネルの内外を連通する。
【００５２】
他方、特殊セグメント１４ａには、その内外を連通する装着穴７７が形成されており、装着穴７７には、フランジ７８付きのガイド筒７９が固設されている。このガイド筒７９には、上記筒体７１がスライド自在に装着されている。各フランジ７０、７８は、筒体７１がガイド筒７９に対してスライドするとき、ストッパとなる。また、ガイド筒７９の内周面には、筒体７１との間を止水するシール（図示せず）が設けられている。
【００５３】
筒体７１には、図１１に示すようその先端がセグメント１４ａの外周面と略面一の状態のときガイド筒７９の内周面に覆われる位置で、且つ図１２に示すように先端がセグメント１４ａの外周側に突出されたとき側部地山に晒される位置に、穴８０が形成されている。また、筒体７１には、図１２に示すように首振り部材７３が回動されたとき、首振り部材７３が嵌るＵ字型の内溝（長穴）８１が形成されている。
【００５４】
他方、ガイド筒７９には、図１２に示すように筒体７１がセグメント１４ａの外周側に突出されたとき、筒体７１の外穴８０が臨む位置に、注入管８２との干渉を避けるためスロープ状に窪まされた凹部８３が形成されている。また、ガイド筒７９には、このとき内溝８１と重なる位置に、Ｕ字型の外溝８４が形成されている。よって、図１２に示すように、回動する首振り部材７３は、重なった内溝８１および外溝８４に嵌ることになる。
【００５５】
内穴８０と内溝８１とは、筒体７１内に斜めに配置された仕切部材７２により仕切られており、内穴８０は坑外に位置し、内溝８１は坑内に位置する。ここで、図１１に示すように、筒体７１が引き込まれているとき、内穴８０がガイド筒７９の内周面で覆われているため、側部地山の土砂水が坑内に浸入することはない。
【００５６】
上記筒体７１は、通常時には、図１１に示すように、筒体７１のフランジ７０とガイド筒７９のフランジ７８とにネジ込まれる段付きボルト８５等のスペーサによって、筒体７１の先端がセグメント１４ａの外周面と略面一となった状態に固定されている。そして、この段付きボルト８５は、図１２に示すように、筒体７１がセグメント１４ａの外周面から突出されるときには取り外される。
【００５７】
この実施形態においても、前実施形態と同様の作用効果を奏する。また、出没部材２１ａの構造が簡素となるため、低コストとなる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るトンネル工事における地盤改良工法および地盤改良装置によれば、次のような効果を発揮できる。
（１）掘削機のカッタ構造に拘わらず、即ちあらゆる土質に対して、掘削機近傍の地山を広範囲で地盤改良できる。
（２）急曲線施工を行う場合にカーブの内側に適正に地盤改良できる。
（３）広い作業スペースを確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る地盤改良装置を備えたシールド掘進機の平断面図である。
【図２】上記地盤改良装置の作動前の横断面図である。
【図３】上記地盤改良装置の作動後の横断面図（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図）である。
【図４】上記地盤改良装置の作動工程を示す平断面図である。
【図５】上記地盤改良装置の作動工程を示す平断面図である。
【図６】上記地盤改良装置の作動工程を示す平断面図である。
【図７】上記地盤改良装置の作動工程を示す平断面図である。
【図８】上記地盤改良装置の作動工程を示す平断面図である。
【図９】上記地盤改良装置による急曲線施工時の薬注域を示す平断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】本発明の別の実施形態を示す説明図（作動前）であり、図１１（ａ）は平断面図、図１１（ｂ）は横断面図である。
【図１２】本発明の別の実施形態を示す説明図（作動後）であり、図１１（ａ）は平断面図、図１１（ｂ）は横断面図である。
【図１３】従来の地盤改良装置を備えたシールド掘進機の平断面図である。
【図１４】上記地盤改良装置による急曲線施工時の薬注域を示す平断面図である。
【符号の説明】
１　トンネル掘削機（シールド掘進機）
１４ａ　既設セグメントとしての特殊セグメント
２１　出没部材
２７　首振り部材
３０　連通路
５０　注入管
θ　薬注角度
【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】
2004076388.tif 000007
【図６】
2004076388.tif 000008
【図７】
2004076388.tif 000009
【図８】
2004076388.tif 000010
【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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