(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部区間の断面を拡大して掘削する同時拡大シールド工法において、標準径シールド機（１）により掘削、設置された複数の標準セグメント（２）の一部を脱枠開放して拡大掘削し、脱枠開放部の前方の標準セグメント（２）に刃口体（４）のバルクヘッド部（４ｂ）を連結し、バルクヘッド部（４ｂ）の後方に標準径に相当する位置で同時推進用の推進ジャッキ（６）を連結し、スキンプレート部（４ａ）の内部に、テールシール(５)を介して摺動自在にシェルター（３）を設けるとともに、該シェルター（３）を脱枠開放部の後方の標準セグメント（２）に連結し、推進ジャッキ（６）により刃口体（４）及び標準径シールド機（１１）の双方を所定量だけ同時推進し、前進された刃口体（４）とシェルター（３）間の拡大空間においてスキンプレート（４ａ）の内側に拡大セグメント（１０）を組み込み、繰り返し工程として、推進ジャッキ（６）とシェルター(３)との間に推力伝達部材（７）をセットして、掘削、同時推進、セグメント組み込みを繰り返して施工することを特徴とする同時拡大シールド工法。
【請求項２】
標準径シールド機（１）により掘削、設置された複数の標準セグメント（２）の一部を脱枠開放し、拡大掘削した個所に設置されてトンネル断面を拡大して掘削する同時拡大シールド装置において、スキンプレート部（４ａ）及びその前部のバルクヘッド部（４ｂ）を有する刃口体（４）と、スキンプレート部（４ａ）の内部にテールシール(５)を介して摺動自在のシェルター（３）とを具備し、前記シェルター（３）は脱枠開放部の後方の標準セグメント（２）に連結可能とされ、前記バルクヘッド部（４ｂ）は脱枠開放部の前方の標準セグメント（２）に連結可能とされ、バルクヘッド部（４ｂ）の後方に標準径に相当する位置で同時推進用の推進ジャッキ（６）が連結され、推進ジャッキ（６）により刃口体（４）及び標準径シールド機（１１）の双方を同時推進するよう構成されていることを特徴とする同時拡大シールド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一部区間の断面を拡大して掘削する同時拡大シールド工法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールドトンネルにおいては、占用企業者の分岐接続など一部分だけ断面を拡大する場合が生じる。例えば、共同溝において直交方向からのケーブルを接続する場合に、ケーブルの曲げＲのためのスペースとして拡大部が必要であり、或いは、地下鉄や地下高速道路等で付随設備室を設ける場合等にも拡大部を要する。
【０００３】
このような場合に地上部を占有して作業をすれば比較的に容易に拡大部を形成できるが、最近では長期間に及ぶ地上部の占有は困難であるため、地上を使用せずに地中のみからの施工が望まれている。通常、地下のトンネル掘削作業はシールド工法によって行われており、拡大部分の掘削には、標準径断面でシールドトンネルを築造後に一旦組み付けた拡大部分のセグメントを取り外して施工する拡大シールド工法やＮＡＴＭ工法などが用いられている。
【０００４】
しかしながら、上記のようにシールド機による掘削作業と拡大部の掘削作業を別個に施工する従来の拡大シールド工法やＮＡＴＭ工法では、効率が悪く、工期が長くなり、従ってコストが高くなる等の問題があった。
そこで、本出願人は、上記の問題点に鑑み、特願２０００−３４５１１６号において標準径と拡大部とを同時に施工する推進工法を提案している。
【０００５】
上記の提案は従来の技術に対してその問題点を解決し、十分に成果を上げることが出来る技術であるが、その後の研究改良により、さらに能率よく経済的に施工できる技術を開発することが出来た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、標準径シールドと拡大部との掘削を能率よく同時施工できるシールド工法及びその装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、一部区間の断面を拡大して掘削する同時拡大シールド工法において、標準径シールド機１により掘削、設置された複数の標準セグメント２の一部を脱枠開放して拡大掘削し、脱枠開放部の前方の標準セグメント２に刃口体４のバルクヘッド部４ｂを連結し、バルクヘッド部４ｂの後方に標準径に相当する位置で同時推進用の推進ジャッキ６を連結し、スキンプレート部４ａの内部に、テールシール５を介して摺動自在にシェルター３を設けるとともに、該シェルター３を脱枠開放部の後方の標準セグメント２に連結し、推進ジャッキ６により刃口体４及び標準径シールド機１１の双方を所定量だけ同時推進し、前進された刃口体４とシェルター３間の拡大空間においてスキンプレート４ａの内側に拡大セグメント１０を組み込み、繰り返し工程として、推進ジャッキ６とシェルター３との間に推力伝達部材７をセットして、掘削、同時推進、セグメント組み込みを繰り返して施工する。
【０００８】
また、本発明によれば、所定拡大区間通過後は推力伝達部材を残置したまま、標準シールド工を施工する。シールド掘進の推力が拡幅部に伝わらなくなった時点で推力伝達部材を取りはずす。
【０００９】
また、本発明によれば、標準径シールド機１により掘削、設置された複数の標準セグメント２の一部を脱枠開放し、拡大掘削した個所に設置されてトンネル断面を拡大して掘削する同時拡大シールド装置において、スキンプレート部４ａ及びその前部のバルクヘッド部４ｂを有する刃口体４と、スキンプレート部４ａの内部にテールシール５を介して摺動自在のシェルター３とを具備し、前記シェルター３は脱枠開放部の後方の標準セグメント２に連結可能とされ、前記バルクヘッド部４ｂは脱枠開放部の前方の標準セグメント２に連結可能とされ、バルクヘッド部４ｂの後方に標準径に相当する位置で同時推進用の推進ジャッキ６が連結され、推進ジャッキ６により刃口体４及び標準径シールド機１１の双方を同時推進するよう構成されている。
【００１０】
即ち、本発明によれば、シールド工によりテール部が拡大開始位置に達するまで掘削され、その所定位置で拡大掘削し、シェルター及び刃口体を設置し、刃口体の前方を所定距離（１リング分）だけ掘削して、推力伝達部材で反力を受けて推進ジャッキにより標準径シールドと同時推進し、刃口体内に拡大セグメントを組み付け、所定の拡大区間施工後に標準径シールド工も戻せばよく、僅かの推力増加で同時に能率よく施工できる。なお、刃口体前方の掘削は手堀り掘削でもよい。
【００１１】
なお、拡大部分の断面は同心円に限定されず、非同心円、馬蹄形、矩形等の任意形状の断面に適用できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る同時拡大シールド装置の一実施形態を示し、標準径のシールド機１により掘削、設置されたセグメント２の拡大開始位置に鋼材で構成されたシェルター３が設置され、拡大部の掘削が開始される態様を示している。  なお、この拡大部を形成するには任意適宜の方法が採用でき、例えば拡大部の一部のセグメントを取りはずし、必要に応じて薬液注入等の地盤改良を行い掘削する（後述参照）。
【００１３】
このようにして拡大部の一部を掘削したならば、その端部に断面チャンネル状のシェルター３を設置する。このシェルター３の外周は拡大部に設置するセグメントと同径に構成されている。そしてシェルター３の外周には、スキンプレート４ａとバルクヘッド４ｂとで構成されている刃口体４がテールシール５を介して前後方向に移動可能に設けられている。ここで、符合２０はシールドカッター、２１はスクリューコンベア、２２は簡易作業台車をそれぞれ示している。
【００１４】
図２を参照して、標準径のセグメント２ａにはバルクヘッド４ｂが取りつけられ、その後方に推進ジャッキ６が取りつけられており、推力伝達部材７を介して後方の標準径セグメント２に推力が伝達され、スキンプレート４ａの内側には複数（図示の例は１２箇所）の同調ジャッキ１１が拡大セグメント１０を介してシェルター３に推力が伝達されよう構成されている。なお、セグメント２ａは拡大部の掘削が終了して標準径に戻る場合の最初のセグメントとなる。
【００１５】
また、スキンプレート４ａは多数〔図時の例は１６箇所〕の補強リブ材９で連結されており、手堀リ掘削の場合の作業者足場１６と開口部１５とが設けられている。ここで、符号１２はフェースジャッキ、１３は作業者、Ｋは拡大部の切羽をそれぞれ示している。
【００１６】
以下、拡大部掘削の工程を説明する。
拡大部を施工する所定位置に到達したら、図１を参照して、標準径セグメント２を脱枠開放し、拡大掘削してシェルター３を設置し、そのシェルター３の外周にスキンプレート４ａのテールシール５が当接するように刃口体４を設置する。この場合、要すればシェルター３を設置するため拡大掘削する個所は地盤改良を実施しておく。
【００１７】
次いで、バルクヘッド４ｂに取りつけられた推進ジャッキ６とシェルター３との間に第１の推力伝達部材７を設置すると共に、拡大セグメント１０と同調ジャッキ１１とを設置する。
【００１８】
まず、バルクヘッド４ｂの前方を、例えば手堀リ掘削により拡大セグメント１０の１リング分掘削する。そして、推進ジャッキ６及び同調ジャッキ１１によりシールド機１および刃口体４を拡大セグメント１０の１リング分だけ推進する。
【００１９】
刃口体４内で拡大セグメントを組み付け、推進ジャッキ６と第１の推力伝達部材７との間に第２の推力伝達部材７をセットし（第１と第２の推力伝達部材は同じものであるので同じ符合を用いる）、拡大部切羽Ｋを手堀りでさらに１リング分だけ掘削して同様の工程を繰り返し、拡大部を掘削する。
【００２０】
図３は、以上の工程を繰り返して拡大セグメント１０を１８リング組み付けた態様を示している。
そして、拡大部の終点に到達したら最終の拡大セグメント１０を組み付けたら、標準径のシールド工に戻ればよい。その後、シールド工の推力が拡大部へ伝達しないことを確認し、推力伝達部材７、推進ジャッキ６、同調ジャッキ１１を撤去する。
【００２１】
以上、拡大セグメント用の同調ジャッキ１１を用いた例を説明しているが、刃口体４の強度・剛性が十分であれば同調ジャッキ１１は省略することが出来、作業管理を容易にすることが出来る。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した通り構成されており、以下の優れた効果を奏することが出来る。
（１）  拡大区間のセグメントが組み付け位置固定となるため、１セグメント毎に裏込め注入がしっかり実施できる。  （２）  拡幅施工が、シールド掘削工程内で行え、工程の把握が容易である。  （３）  推進用の推力伝達部材等は標準化しておけば、数カ所の拡大区間で反復使用でき、経済的である。  （４）  従って、拡大区間のあるシールド工が効率よく、短い工期で、安全に施工できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す拡大部掘削装置。
【図２】図１のバルクヘッドの後面図。
【図３】図１の拡大部掘削装置により拡大区間を掘削した態様を示す図。
【符号の説明】
１…シールド機
２…標準径セグメント
３…シェルター
４…刃口体
６…推進ジャッキ
７…推力伝達部材
９…リブ材
１０…拡大部セグメント
１１…同調ジャッキ
１５…開口部
１６…足場
Ｋ…拡大部切羽
【図１】
0003874618.tif 000002
【図２】
0003874618.tif 000003
【図３】
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