(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）立坑を横方向トンネル予定位置の上方まで構築する工程と、
（ｂ）前記立坑の下端からモルタルを充填する工程と、
（ｃ）前記モルタルの一部を切削しつつ、横方向トンネルを構築する工程と、
（ｄ）前記立坑と前記横方向トンネルとを連結する工程と、
を具備することを特徴とする立坑の連結方法。
【請求項２】
前記モルタルはソイルモルタルであることを特徴とする請求項１記載の立坑の連結方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）では、前記モルタルを打設する部分の掘削径が、前記立坑の部分よりも広いことを特徴とする請求項1記載の立坑の連結方法。
【請求項４】
前記工程（ｃ）では、シールド機により、前記横方向トンネルを構築することを特徴とする請求項１記載の立坑の連結方法。
【請求項５】
前記工程（ｃ）に続いて、前記立坑と前記横方向トンネルとの間に接続部構造を設ける工程を、更に具備することを特徴とする請求項１記載の立坑の連結方法。
【請求項６】
前記工程（ｄ）では、前記横方向トンネルのセグメントの一部を除去することを特徴とする請求項1記載の立坑の連結方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立坑と横方向トンネルとを連結する立坑の連結方法および連結構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、立坑とシールドトンネル等の横方向トンネルとを連結する場合、連結する箇所において地盤改良を行い、人力により連結作業を行っていた。
すなわち、シールドトンネルを構築し、このシールドトンネルの上部まで立坑を構築し、立坑の下端部分近辺において地盤改良を行う。この地盤改良は地下水等の浸入を防止及び地山の崩壊を防止するためである。地盤改良を行った後にシールドトンネル等の一部を人力で取り除き、立坑とシールドトンネルとを連結していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような連結方法では、地盤改良等を行うため施工に時間を要し、コストも上昇するという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、短期間で立坑と横方向トンネルとを連結できる立坑の連結方法および連結構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための第１の発明は、（ａ）立坑を横方向トンネル予定位置の上方まで構築する工程と、（ｂ）前記立坑の下端からモルタルを充填する工程と、（ｃ）前記モルタルの一部を切削しつつ、横方向トンネルを構築する工程と、（ｄ）前記立坑と前記横方向トンネルとを連結する工程と、を具備することを特徴とする立坑の連結方法である。
【０００６】
横方向トンネルは、水平方向トンネルおよび斜め方向トンネルを含み、この横方向トンネルはシールド機等により掘削する。モルタルとしてはソイルモルタルなどを用いる。モルタルを打設する部分の掘削径を立坑の部分よりも広くすることが望ましい。また立坑と横方向トンネルとの間に接続部構造を設けてもよい。立坑と横方向トンネルとを連結する場合、横方向トンネルのセグメントの一部を除去し、連結を行う。
【０００７】
第１の発明は、立坑を構築してから横方向トンネルを構築し、立坑と横方向トンネルとを連結するものである。立坑下端から打設されたモルタルにより、止水及び地山の崩壊の防止が行われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１から図８は、本発明の第1の実施の形態に係るもので、図１は第1の実施の形態に係る立坑の連結方法の概略説明図、図２から図８は、立坑の連結方法を示す説明図である。
【００１４】
図１において、１は地表面であり、地盤３内に発進立坑５および到達立坑７を構築する。また、発進立坑５と到達立坑７との中間地点に立坑９を構築する。立坑９を構築した後、その下端部からソイルモルタル１１を打設する。
【００１５】
次に、発進立坑５からシールド機１３によってシールドトンネル１５を構築する。このとき、シールド機１３はソイルモルタル１１の一部を切削する。
そして、シールドトンネル１５と立坑９との間を人力等により連結する。この場合、ソイルモルタル１１により連結部は止水されている。
【００１６】
このように、本実施の形態は立坑９とシールドトンネル１５との連結方法を提供するものである。以下、図２から図８を用いてその詳細を説明する。
図２から図５は、立坑９の構築方法を示すものである。図２に示す状態で、前述したように発進立坑５、到達立坑７は施工されていてもよいし、立坑９と並行して発進立坑５、到達立坑７を施工してもよい。
【００１７】
また、立坑９を施工した後、発進立坑５、到達立坑７を施工してもよい。
図２に示されるように、立坑９を施工する場所に鋼矢板２１を設け、土留めを行う。鋼矢板２１で囲まれた区間に支持杭２３を設ける。地上部では、地盤を少々掘削し、支持杭２３によって支持された架台２５を設ける。この架台２５は後述する掘削機３１やセグメントライナー３５を沈設させる場合の反力、及びセグメントライナーの自沈を防止する吊り反力を受けるものである。
【００１８】
次に、図３に示すように、掘削機３１により掘削を行う。掘削機３１は、下端部に掘削ビットを有し、この掘削ビットを回転させることにより掘削を行う。掘削機３１は、ケーシングパイプ３３を有し、掘削された土砂はケーシングパイプ３３の内部を介して地上部に排出される。また、掘削機３１は、掘削翼を有し、この掘削翼を広げることにより掘削径を大きくすることができる。
【００１９】
この掘削機３１は、例えば本出願人が既に特許出願を行っている全方向自由断面掘削装置（特開２０００−８７８０）等を用いることが考えられるが、他の掘削装置を用いてもよい。
【００２０】
掘削機３１によって地盤を掘削しつつ、地上部からセグメントライナー３５を１ロットづつ地盤３内に沈設させる。セグメントライナー３５は円筒状であり、鋼製もしくは鉄筋コンクリート製である。
【００２１】
掘削機３１は推進反力をセグメントライナー３５に採る。セグメントライナー３５を沈設する場合は架台２５にジャッキ（図示せず）等を設け、このジャッキによりセグメントライナー３５を地盤３内に送り込む。
図４に示すように、掘削機３１で掘削しつつ、掘削された部分の周囲にセグメントライナー３５を設ける。
【００２２】
そして、立坑９の下端部では、掘削機３１の掘削翼（図示せず）を広げることにより掘削径を大きくし、拡径部３２を掘削する。
【００２３】
このようにして、掘削およびセグメントライナー３５の沈設が終了すると、図５に示すように拡径部３２にソイルモルタル１１を打設する。たとえば、地上部からトレミー管(図示せず)を掘削機３１に取り付け、このトレミー管を介してソイルモルタル１１を打設する。このソイルモルタル１１は掘削機３１によって掘削された土砂とモルタルを混合させたものである。
【００２４】
掘削機３１を撤去するため掘削機３１を少々上昇させつつ、この掘削機３１に取り付けたトレミー管からソイルモルタル１１を打設することにより、拡径部３２にソイルモルタル１１を充填する。
【００２５】
次に、発進立坑５からシールド機１３を発進させ、シールドトンネル１５を構築する。
図６に示すように、シールド機１３は立坑９下方のソイルモルタル１１の部分を切削しつつセグメント４３を配置し、シールドトンネル１５を構築していく。すなわち、ソイルモルタル１１ａの部分は切削される。
【００２６】
このようにしてシールドトンネル１５が構築されると、図７に示すように立坑９の下方に人が入り込み、ソイルモルタル１１の部分をはつりつつ、セグメントライナー３５とシールドトンネル１５のセグメント４３との間に接続部４５を築造する。接続部４５は、鉄筋コンクリート製である。
【００２７】
さらに、図８に示すように、セグメント４３の上部を取り外し、立坑９とシールドトンネル１５とを連結する。
【００２８】
図７および図８において、立坑９とシールドトンネル１５とを連結する際、ソイルモルタル１１が立坑９下方に存在し、このソイルモルタル１１により止水が行われ、人力により接続部４５を構築する。そして、ソイルモルタル１１やセグメント４３の上方を取り去ることにより立坑９とシールドトンネル１５とを連結する。この際、ソイルモルタル１１や接続部４５により確実に止水が行われるので、地盤改良等を行う必要はない。
【００２９】
このように、本実施の形態によれば、地盤改良を行うことなく立坑９とシールドトンネル１５とを短期間で連結することができる。
なお、シールドトンネル１５は水平方向に限らず、斜め方向のトンネルでもよい。
【００３０】
又本実施の形態では、立坑９を構築した後シールド機１３によりシールドトンネル１５を構築したが、先にシールドトンネル１５を構築してから立坑９を構築するようにしてもよい。この場合、ソイルモルタル１１は、シールドトンネル１５のセグメント４３の上方に打設される。
【００３１】
そして、セグメント４３を打設した後、立坑９内に人が入り、セグメント４３の上部を除去する等の作業を行う。
【００３２】
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図９から図１５は第2の実施の形態に関するもので、図９は第2の実施の形態に係る立坑の連結方法の概略説明図、図１０から図１５は立坑５１の構築および立坑５１とシールドトンネル１５との連結方法を示す説明図である。
【００３３】
図９に示すように、立坑５１を構築し、立坑５１の内部にソイルモルタル７５を設ける。発進立坑５からシールド機１３を発進させ、シールド機１３はソイルモルタル７５の部分を切削しつつシールドトンネル１５を構築する。その後、立坑５１内部のソイルモルタル７５の上部を撤去することにより、立坑５１とシールドトンネル１５とを連結する。
【００３４】
以下、詳細にこの連結方法を説明する。
図１０に示すように、地盤３内に鋼矢板５３を設ける。この鋼矢板５３は土留めを行う。鋼矢板５３で挟まれた区間に支持杭５５を設けると共に、鋼矢板５３に挟まれた区間の上部を少々掘削し、支持杭５５に支持された架台５７を構築する。架台５７は回転装置１０１の引き上げのために構築される。また、昇降ジャッキ５９を設置する。昇降ジャッキ５９は、プレキャスト部材６９を沈設するために設置される。
【００３５】
図１１に示すように、掘削機６１により掘削を行う。掘削機６１は掘削ビット６３、掘削翼６５、ケーシングパイプ６７、回転装置１０１等を有する。掘削翼６５にもビットが設けられ、掘削ビット６３および掘削翼６５を回転装置１０１により回転させることにより掘削が行われる。掘削された土砂は、ケーシングパイプ６７を介して地上部に排出される。
掘削機６１により掘削を行うと同時に、地上部から円筒状のプレキャスト部材６９を１ロットづつ沈設される。
【００３６】
そして、図１２に示すように、掘削機６１により所定位置まで掘削を行い、掘削された部分にリング状のプレキャスト部材６９を沈設させることにより、立坑５１の壁面を構築する。
【００３７】
次に、図１３に示すように、掘削機６１を撤去し、立坑５１の底部に水中コンクリート７１を設け、地下水の浸入及び盤ぶくれを防止した状態で底版７３を構築し、この底版７３上にソイルモルタル７５を打設する。
第1の実施の形態と同様に地上部からトレミー管（図示せず）を配置し、このトレミー管を介して水中コンクリート７１、ソイルモルタル７５等を打設する。
【００３８】
このようにして、ソイルモルタル７５が打設された後、図９に示すように発進立坑５からシールド機１３を発進させ、シールド機１３により立坑５１を切削しつつシールドトンネル１５を構築する。
【００３９】
図１４に示すように、シールド機１３はセグメント７７を配置しつつシールドトンネル１５を構築する。そして、シールド機１３は立坑５１のソイルモルタル７５の部分を切削していく。なお、立坑５１の壁面を構成するプレキャスト部材６９のうち、シールド機１３で切削される部分のプレキャスト部材６９はノムスト部材等を用いる。すなわち、この部分のプレキャスト部材６９は、補強材として鉄筋の代わりに炭素繊維やガラス繊維等を用いたプレキャストコンクリートである。
【００４０】
このように、ノムスト部材を用いることにより、シールド機１３でプレキャスト部材６９の直接の切削が可能である。
次に、図１５に示すように、立坑５１内部に人が入り、ソイルモルタル７５の上部７９を撤去すると共にセグメント７７のうち上部のセグメント７８を撤去する。
【００４１】
このようにして、立坑５１とシールドトンネル１５とが連結される。
本実施の形態においても、立坑５１とシールドトンネル１５とを地盤改良等を行わずに連結できるので、短期間で施工を完了することができる。
【００４２】
なお、シールドトンネル１５は、第１の実施の形態と同様、水平方向に限らず斜め方向のトンネルでもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、短期間で立坑と横方向トンネルとを連結できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態に係る立坑の連結方法の概略説明図
【図２】  立坑９の構築方法を示す図
【図３】  立坑９の構築方法を示す図
【図４】  立坑９の構築方法を示す図
【図５】  立坑９の構築方法を示す図
【図６】  立坑９とシールドトンネル１５の連結方法を示す図
【図７】  立坑９とシールドトンネル１５の連結方法を示す図
【図８】  立坑９とシールドトンネル１５の連結方法を示す図
【図９】  本発明の第２の実施の形態に係る立坑の連結方法の概略説明図
【図１０】  立坑５１の構築方法を示す図
【図１１】  立坑５１の構築方法を示す図
【図１２】  立坑５１の構築方法を示す図
【図１３】  立坑５１の構築方法を示す図
【図１４】  立坑５１とシールドトンネル１５との連結方法を示す図
【図１５】  立坑５１とシールドトンネル１５との連結方法を示す図
【符号の説明】
１……地表面
３……地盤
５……発進立坑
７……到達立坑
９……立坑
１１……ソイルモルタル
１３……シールド機
１５……シールドトンネル
２１……鋼矢板
２３……支持杭
２５……架台
３１……掘削機
３５……セグメントライナー
４５……接続部
５１……立坑
５３……鋼矢板
５５……支持杭
５７……架台
５９……昇降ジャッキ
６１……掘削機
６９……プレキャスト部材
７１……水中コンクリート
７３……底版
７５……ソイルモルタル
７７……セグメント
１０１……回転装置
【図１】
0003896003.tif 000002
【図２】
0003896003.tif 000003
【図３】
0003896003.tif 000004
【図４】
0003896003.tif 000005
【図５】
0003896003.tif 000006
【図６】
0003896003.tif 000007
【図７】
0003896003.tif 000008
【図８】
0003896003.tif 000009
【図９】
0003896003.tif 000010
【図１０】
0003896003.tif 000011
【図１１】
0003896003.tif 000012
【図１２】
0003896003.tif 000013
【図１３】
0003896003.tif 000014
【図１４】
0003896003.tif 000015
【図１５】
0003896003.tif 000016