(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が複数の円を連ねるように形成されたシールドフレームと、
該シールドフレームの内周に周方向に間隔を隔てて複数設けられたシールドジャッキと、
上記シールドフレームの内部に配置され、セグメントを該シールドフレームの内周に沿って組み立てて断面が複数の円を連ねるような大断面トンネルを構築する機能及びセグメントを該シールドフレームの両端部にて両端部の内周に沿って夫々組み立てて二本の断面円形の小断面トンネルを構築する機能を有するエレクタと、
上記大断面トンネルに繋げて上記小断面トンネルを構築するときに、上記大断面トンネルの開口部に該大断面トンネルと上記小断面トンネルとの隙間を塞ぐべく取り付けられるトンネル側蓋部材と、上記シールドフレームに該シールドフレームと上記小断面トンネルとの間を塞ぐべく取り付けられるマシン側蓋部材と、上記小断面トンネルに対して空押し状態となる上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキの推力を上記小断面トンネルに伝達するため、上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキと上記小断面トンネルの前端部の中央部側の部分との間に介在される推力伝達部材とを備えたことを特徴とするトンネル構築装置。
【請求項２】
上記推力伝達部材をトンネル軸方向に沿って移動自在に案内するため、上記シールドフレームにトンネル軸方向に沿って設けられた桁部材と、
上記推力伝達部材をトンネル軸方向に沿って移動させるため、上記桁部材と上記推力伝達部材との間に介設された引寄ジャッキとを備えた請求項１記載のトンネル構築装置。
【請求項３】
断面が複数の円を連ねるように形成されたシールドフレームと、
該シールドフレームの内周に周方向に間隔を隔てて複数設けられたシールドジャッキと、
上記シールドフレームの内部に配置され、セグメントを該シールドフレームの内周に沿って組み立てて断面が複数の円を連ねるような大断面トンネルを構築する機能及びセグメントを該シールドフレームの両端部にて両端部の内周に沿って夫々組み立てて二本の断面円形の小断面トンネルを構築する機能を有するエレクタとを備えたトンネル構築装置によるトンネル構築方法であって、
上記大断面トンネルに繋げて上記小断面トンネルを構築するときに、上記大断面トンネルの開口部に該大断面トンネルと上記小断面トンネルとの隙間を塞ぐべくトンネル側蓋部材を取り付け、上記シールドフレームに該シールドフレームと上記小断面トンネルとの間を塞ぐべくマシン側蓋部材を取り付け、上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキと上記小断面トンネルの前端部の中央部側の部分との間に推力伝達部材を介在させ、上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキの推力を上記小断面トンネルに伝達するようにしたことを特徴とするトンネル構築方法。
【請求項４】
上記小断面トンネルの構築時に、上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキを１リング分伸長させた後に収縮させたとき、上記推力伝達部材をトンネル軸方向前方に移動させ、その後方のスペースにて新たなセグメントを組み立てて上記小断面トンネルを構築するようにした請求項３記載のトンネル構築方法。
【請求項５】
断面が複数の円を連ねるように形成されたシールドフレームと、
該シールドフレームの内周に周方向に間隔を隔てて複数設けられたシールドジャッキと、
上記シールドフレームの内部に配置され、セグメントを該シールドフレームの内周に沿って組み立てて断面が複数の円を連ねるような大断面トンネルを構築する機能及びセグメントを該シールドフレームの両端部にて両端部の内周に沿って夫々組み立てて二本の断面円形の小断面トンネルを構築する機能を有するエレクタとを備えたトンネル構築装置によるトンネル構築方法であって、
上記大断面トンネルに繋げて上記小断面トンネルを構築するときに、上記大断面トンネルの開口部に該大断面トンネルと上記小断面トンネルとの隙間を塞ぐべくトンネル側蓋部材を取り付け、上記シールドフレームに該シールドフレームと上記小断面トンネルとの間を塞ぐべくマシン側蓋部材を取り付け、上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキと上記小断面トンネルの前端部の中央部側の部分との間に推力伝達部材を介在させ、上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキの推力を上記小断面トンネルに伝達するようにし、
こうして構築した小断面トンネルに繋げて再び大断面トンネルを構築するときには、上記推力伝達部材及び上記マシン側蓋部材を取り外し、上記エレクタによって大断面トンネルを構築するようにしたことを特徴とするトンネル構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル断面を途中で変化させるようにしたトンネル構築装置およびトンネル構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネル断面を途中で変化させるようにしたトンネル構築装置およびトンネル構築方法としては、主シールド掘進機の側部に副シールド掘進機を着脱自在に設け、主シールド掘進機の側部に副シールド掘進機を装着した状態で掘進することにより大断面トンネルを構築し、副シールド掘進機を取り外した主シールド掘進機によって小断面トンネルを構築するようにしたものが知られている（特開平6-294284号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このタイプでは、主シールド掘進機に副シールド掘進機を着脱するために、シールド掘進機の掘進計画路線上に中間立坑が必要となるが、中間立坑の構築は、工事費の増大および工期の長期化を招く。また、都市土木においては掘進計画路線上に中間立坑を設けることが地上の都合により困難な場合もある。
【０００４】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、中間立坑を用いることなくトンネル断面を途中で変化させることができるトンネル構築装置およびトンネル構築方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明は、次のように構成されている。
【０００６】
第１の発明は、断面が複数の円を連ねるように形成されたシールドフレームと、該シールドフレームの内周に周方向に間隔を隔てて複数設けられたシールドジャッキと、上記シールドフレームの内部に配置され、セグメントを該シールドフレームの内周に沿って組み立てて断面が複数の円を連ねるような大断面トンネルを構築する機能及びセグメントを該シールドフレームの両端部にて両端部の内周に沿って夫々組み立てて二本の断面円形の小断面トンネルを構築する機能を有するエレクタと、上記大断面トンネルに繋げて上記小断面トンネルを構築するときに、上記大断面トンネルの開口部に該大断面トンネルと上記小断面トンネルとの隙間を塞ぐべく取り付けられるトンネル側蓋部材と、上記シールドフレームに該シールドフレームと上記小断面トンネルとの間を塞ぐべく取り付けられるマシン側蓋部材と、上記小断面トンネルに対して空押し状態となる上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキの推力を上記小断面トンネルに伝達するため、上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキと上記小断面トンネルの前端部の中央部側の部分との間に介在される推力伝達部材とを備えている。
【０００７】
上記推力伝達部材をトンネル軸方向に沿って移動自在に案内するため、上記シールドフレームにトンネル軸方向に沿って設けられた桁部材と、上記推力伝達部材をトンネル軸方向に沿って移動させるため、上記桁部材と上記推力伝達部材との間に介設された引寄ジャッキとを更に備えてもよい。
【０００８】
第２の発明は、断面が複数の円を連ねるように形成されたシールドフレームと、該シールドフレームの内周に周方向に間隔を隔てて複数設けられたシールドジャッキと、上記シールドフレームの内部に配置され、セグメントを該シールドフレームの内周に沿って組み立てて断面が複数の円を連ねるような大断面トンネルを構築する機能及びセグメントを該シールドフレームの両端部にて両端部の内周に沿って夫々組み立てて二本の断面円形の小断面トンネルを構築する機能を有するエレクタとを備えたトンネル構築装置によるトンネル構築方法であって、上記大断面トンネルに繋げて上記小断面トンネルを構築するときに、上記大断面トンネルの開口部に該大断面トンネルと上記小断面トンネルとの隙間を塞ぐべくトンネル側蓋部材を取り付け、上記シールドフレームに該シールドフレームと上記小断面トンネルとの間を塞ぐべくマシン側蓋部材を取り付け、上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキと上記小断面トンネルの前端部の中央部側の部分との間に推力伝達部材を介在させ、上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキの推力を上記小断面トンネルに伝達するようにしたものである。
【０００９】
上記小断面トンネルの構築時に、上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキを１リング分伸長させた後に収縮させたとき、上記推力伝達部材をトンネル軸方向前方に移動させ、その後方のスペースにて新たなセグメントを組み立てて上記小断面トンネルを構築するようにしてもよい。
【００１０】
第３の発明は、断面が複数の円を連ねるように形成されたシールドフレームと、該シールドフレームの内周に周方向に間隔を隔てて複数設けられたシールドジャッキと、上記シールドフレームの内部に配置され、セグメントを該シールドフレームの内周に沿って組み立てて断面が複数の円を連ねるような大断面トンネルを構築する機能及びセグメントを該シールドフレームの両端部にて両端部の内周に沿って夫々組み立てて二本の断面円形の小断面トンネルを構築する機能を有するエレクタとを備えたトンネル構築装置によるトンネル構築方法であって、上記大断面トンネルに繋げて上記小断面トンネルを構築するときに、上記大断面トンネルの開口部に該大断面トンネルと上記小断面トンネルとの隙間を塞ぐべくトンネル側蓋部材を取り付け、上記シールドフレームに該シールドフレームと上記小断面トンネルとの間を塞ぐべくマシン側蓋部材を取り付け、上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキと上記小断面トンネルの前端部の中央部側の部分との間に推力伝達部材を介在させ、上記シールドフレームの中央部に配置された上記シールドジャッキの推力を上記小断面トンネルに伝達するようにし、こうして構築した小断面トンネルに繋げて再び大断面トンネルを構築するときには、上記推力伝達部材及び上記マシン側蓋部材を取り外し、上記エレクタによって大断面トンネルを構築するようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
本実施形態に係るトンネル構築装置およびトンネル構築方法は、図７に示すように断面ピーナッツ形の大断面トンネルＴ１に繋げて断面円形の２本の小断面トンネルＴ２，Ｔ２を構築し、また、図８に示すように断面円形の２本の小断面トンネルＴ２，Ｔ２に繋げて断面ピーナッツ形の大断面トンネルＴ１を構築するものである。図７の平断面図を図１に示し、図１の II-II線断面図を図２に示し、図１の III-III線断面図を図３に示し、図１の IV-IV線断面図を図４に示し、図１の V-V線断面図を図５に示し、図１の VI-VI線断面図を図６に示す。以下図１乃至図６を簡単に説明する。
【００１３】
図１および図３に示すように、このトンネル構築装置は、筒体状のシールドフレーム１を有するシールド掘進機２を主要構成要素としている。シールドフレーム１は、３個の円を連ねてなる断面ピーナッツ形に形成されており、その内部には、シールドフレーム１の内周に沿ってセグメントＳを組立てて１本の大断面トンネルＴ１を構築すると共に、シールドフレーム１の開口断面の左右両側部にセグメントＳをリング状に組立てて２本の小断面トンネルＴ２，Ｔ２を構築するエレクタ３が設けられている。
【００１４】
エレクタ３は、図３に示すように、中央の第１エレクタ３ａと両側の第２および第３エレクタ３ｂ，３ｃとから構成されている。第１エレクタ３ａはトンネル中央のセグメントＳを組み立て、第２および第３エレクタ３ｂ，３ｃはトンネル左右のセグメントＳを組み立てる。第１乃至第３エレクタ３ａ，３ｂ，３ｃは、シールドフレーム１の断面を構成する各円と同芯的に配置された旋回リング４ａ，４ｂ，４ｃをそれぞれ有している。
【００１５】
各旋回リング４ａ，４ｂ，４ｃは、シールドフレーム内の支持リブ６に設けられた支持アーム７の先端の支持ローラ８に、旋回自在に支持されている。各旋回リング４ａ，４ｂ，４ｃには、セグメントＳを把持する把持部９が、シリンダ１０を介して径方向に移動自在に設けられている。これら第１乃至第３エレクタ３ａ，３ｂ，３ｃを用いて、シールドフレーム１の内周に沿ってセグメントＳを組立てて１本の大断面トンネルＴ１を構築すると共に、シールドフレーム１の左右両側部にセグメントＳをリング状に組立てて２本の小断面トンネルＴ２，Ｔ２を構築する。
【００１６】
シールドフレーム１の内周には、図３に示すように推進ジャッキ１１が所定間隔を隔てて複数設けられている。推進ジャッキ１１は、その伸長時に既設セグメントＳに反力をとってシールドフレーム１を前進させ、収縮時に既設セグメントＳとの間に上記エレクタ３ａ，３ｂ，３ｃによる新なセグメントＳの組付スペースを形成する。
【００１７】
上記シールドフレーム１の前部には、図１に示すように、切羽側と坑内側とを仕切る隔壁１２が設けられている。隔壁１２には、切羽を掘削する３個のカッタ１３が、回転自在に設けられている。各カッタ１３は、モータ１４により回転駆動される。また、隔壁１２には、その前方の土砂取込室１５内の掘削土砂を後方の坑内１６に移送するためのスクリューコンベヤ等の土砂移送装置（図示せず）が設けられている。
【００１８】
大断面トンネルＴ１は、図４に示すように、シールドフレーム１の内周に沿って断面ピーナッツ形に組み立てられたセグメントＳと、その括れ部の上下を掛け渡して設けられた中柱Ｎとから構成されている。中柱Ｎは、図１に示すように、トンネルの長手方向に所定間隔を隔てて複数配置される。シールドフレーム１の後端には、スキンプレート１７が取り付けられており、スキンプレート１７の内周面には、図４にも示すように大断面トンネルＴ１を構築するときに既設セグメントＳとの間を止水シールするためのブラシ状のテールシール１８が取り付けられている。
【００１９】
小断面トンネルＴ２，Ｔ２は、図５に示すように、シールドフレーム１内の左右両側部にそれぞれリング状に組み立てられたセグメントＳからなり、これら小断面トンネルＴ２，Ｔ２の間には、シールド掘進機２側から充填材Ｊが注入される。充填材Ｊは、後述する注入管１９ａ，１９ｂ（図１および図６参照）から、図１に示す大断面トンネルＴ１と小断面トンネルＴ２，Ｔ２との接続部に取り付けられたトンネル側蓋部材２０と、図５に示すシールド掘進機２の後方に形成された掘削穴の内面２１と、図１に示すシールドフレーム１の後端に取り付けられたマシン側蓋部材２２と、小断面トンネルＴ２，Ｔ２のセグメントＳとで区画された閉空間２３ａ内に向けて、注入充填される。
【００２０】
上記マシン側蓋部材２２は、小断面トンネルＴ２，Ｔ２を構築するときに、図１および図６に示すように、シールドフレーム１の後端に、当該シールドフレーム１と小断面トンネルＴ２，Ｔ２との間を塞ぐため、取り付けられるものである。このマシン側蓋部材２２は、小断面トンネルＴ２，Ｔ２の外周面に沿って形成された左右の側板２３、２３と、シールドフレーム１の上部および下部に沿ってそれぞれ形成された上板２４および下板２５と、これら側板２３、上板２４および下板２５により形成される筒体の後部に蓋するように取り付けられた後板２６とから構成され、シールドフレーム１の後端の中央を上下に掛け渡すように取り付けられる。
【００２１】
図６において、１７は前述したようにシールドフレーム１の後端に取り付けられたスキンプレートである。スキンプレート１７の内周面に取り付けられたテールシール１８は、小断面トンネルＴ２，Ｔ２を構築するときには、既設セグメントＳとの間を止水シールすると共に、マシン側蓋部材２２の上板２４および下板２５との間を止水シールする。また、マシン側蓋部材２２の左右の側板２３，２３には、既設セグメントＳとの間を止水シールするためのブラシ状のテールシール２７が設けられている。また、マシン側蓋部材２２の後板２６およびシールドフレーム１の外周には、上述した充填材Ｊを上記閉空間２３ａ内に注入するための注入管１９ａ，１９ｂが設けられている。
【００２２】
さて、図７は、大断面トンネルＴ１に繋げて小断面トンネルＴ２，Ｔ２を構築した様子を示す図であるが、大断面トンネルＴ１から小断面トンネルＴ２，Ｔ２に切り換えるときの作業を図９乃至図１５を用いて説明する。まず、図９に示す大断面トンネルＴ１を構成するセグメントＳと中柱Ｎとは、図１および図３に示す第１乃至第３エレクタ３ａ，３ｂ，３ｃによって、シールドフレーム１内にてその内周に沿って組立てられる。このとき、シールドフレーム１の後端には、マシン側蓋部材２２は取り付けられておらず、通常の多連式シールドと同様に大断面トンネルＴ１が構築される。
【００２３】
大断面トンネルＴ１から小断面トンネルＴ２，Ｔ２に切り換える際には、図９に示すように、シールドフレーム１内にて大断面トンネルＴ１の開口部にその中央部を覆うトンネル側蓋部材２０を取り付ける（図１参照）。トンネル側蓋部材２０は、その左右縁部２０ａが小断面トンネルＴ２，Ｔ２の半径に合わせて凹形成され、上下縁部２０ｂがシールドフレーム１の形状に併せて凸形成されており、補強部材２０ｃを有している。かかるトンネル側蓋部材２０は、その上下縁部２０ｂがボルト２８等によって大断面トンネルＴ１の開口部に固定されて取り付けられる。また、トンネル側蓋部材２０の左右縁部２０ａには、以降小断面トンネルＴ２，Ｔ２のセグメントＳをボルト止めするための穴２９が設けられている。
【００２４】
次に、図１０(a) および図１１に示すように、シールドフレーム１の後端に、上記トンネル側蓋部材２０に対向させてマシン側蓋部材２２を装着する（図１参照）。マシン側蓋部材２２は、前述したように、小断面トンネルＴ２，Ｔ２の外周面に沿って形成された左右の側板２３，２３と、シールドフレーム１の上部および下部に沿ってそれぞれ形成された上板２４および下板２５と、これら側板２３、上板２４および下板２５により形成される筒体の後部に蓋するように取り付けられた後板２６とから構成されている。かかるマシン側蓋部材２２は、シールドフレーム１内の後端の中央を上下に掛け渡すように装着され、図１０(b) に示すように固定部材３０を介してシールドフレーム１に固定される。
【００２５】
マシン側蓋部材２２の左右の側板２３，２３には、図１３に示すように小断面トンネルＴ２のセグメントＳとの間を止水シールするブラシ状のテールシール２７が設けられている。また、図１２に示すように、マシン側蓋部材２２の上板２４および下板２５とシールドフレーム１のスキンプレート１７との間は、スキンプレート１７に設けられたブラシ状のテールシール１８によって止水シールされる。また、マシン側蓋部材２２の後ろ板２６およびシールドフレーム１の外周には、図６にも示すように充填材Ｊを上記閉空間２３ａ内に注入するための注入管１９ａ，１９ｂが設けられている。充填材Ｊは、通常施工時にセグメントと側部地山との間に充填される裏込材と同様の材質のもの（例えばセメントミルク等）が用いられる。
【００２６】
さて、図９に示すトンネル側蓋部材２０には、小断面トンネルＴ２のセグメントＳがボルト等によって取り付けられ、それを反力にとって推進ジャッキ１１により前進するのであるが、このとき反力をとるべきセグメントＳのない図３の中央領域Ａの推進ジャッキ１１が遊んでしまうため、推進力不足になることが考えられる。そこで、これら中央領域Ａの推進ジャッキ１１の推進力を図９のトンネル側蓋部材２０に組み付けられるセグメントＳに伝達すべく、図１４および図１５に示すように、マシン側蓋部材２２の前方に推力伝達部材３１が配置される。
【００２７】
推力伝達部材３１は、中央領域Ａの推進ジャッキ１１の推進力を受ける受圧部３１ａと、受圧部３１ａに受けた圧力をトンネル側蓋部材２０に組み付けられるセグメントＳに伝達する押圧部３１ｂと、補強部３１ｃとを有している。かかる推力伝達部材３１は、シールドフレーム１内にトンネル軸方向に沿って水平に配置された桁部材上３２を走行するローラ３３を有しており、引寄ジャッキ３４の伸縮によってトンネル軸方向にスライド移動自在になっている。桁部材３２は、シールドフレーム１内に上下に掛け渡された支持フレーム３５に取り付けられている（図１参照）。
【００２８】
この構成によれば、中央領域Ａの推進ジャッキ１１が伸長すると、その推進力は、図１に示すように推力伝達部材３１を介してトンネル側蓋部材２０に組み付けられるセグメントＳに伝達され、このとき引寄ジャッキ３４も伸長する。そして、推進ジャッキ１１がセグメントＳの１リング分伸長したなら、推進ジャッキ１１を収縮させると共に引寄ジャッキ３４を収縮させて推力伝達部材３１を前方に引き寄せ（図１破線参照）、推力伝達部材３１の押圧部３１ｂの後方に新なセグメントＳを組み付ける空間を形成する。そして、その空間に上述の第１乃至第３エレクタ３ａ，３ｂ，３ｃにより新たなセグメントＳを組み付け、再びそれを反力にとって掘進する。こうして、地中作業のみで大断面トンネルＴ１に繋げて小断面トンネルＴ２，Ｔ２を構築でき、従来必要であった中間立坑が全く不要となる。
【００２９】
また、このような掘進と同時に、上記注入管１９ａ，１９ｂからマシン側蓋部材２２の後方の空間に充填材Ｊが注入される。充填材Ｊは、図１および図５にも示すように、大断面トンネルＴ１と小断面トンネルＴ２との接続部に取り付けられたトンネル側蓋部材２０と、シールド掘進機２の後方に形成された掘削穴の内面２１（側部地山）と、シールドフレーム１の後端に取り付けられたマシン側蓋部材２２と、小断面トンネルＴ２のセグメントＳとで区画された閉空間２３ａ内に充満し、双方の小断面トンネルＴ２，Ｔ２が近接する部分のセグメントＳに圧力作用してその崩壊を防止する。
【００３０】
すなわち、仮に充填材Ｊがないとすると、双方の小断面トンネルＴ２，Ｔ２の間に土圧が作用しない空間２３ａが形成されてしまうため、双方の小断面トンネルＴ２，Ｔ２がその他の部分土圧に押されてその空間２３ａに向けて崩壊することが考えられるのである。よって、上記充填材Ｊは、土圧の代わりに双方の小断面トンネルＴ２，Ｔ２が近接する部分のセグメントＳに圧力作用し、その崩壊を防止する機能を発揮する。
【００３１】
次に、図８に示すように、小断面トンネルＴ２，Ｔ２に繋げて大断面トンネルＴ１を構築するときの作業を図１６乃至図１８を用いて説明する。図１６に示す２本の小断面トンネルＴ２，Ｔ２は、図１および図３に示す第１乃至第３エレクタ３ａ，３ｂ，３ｃによって、シールドフレーム１内にて組立てられる。かかる小断面トンネルＴ２，Ｔ２に大断面トンネルＴ１を繋げるときには、まず、前述した図１４および図１５に示す推力伝達部材３１を桁部材３２から下ろす。そして、図１６および図１８に示すように、マシン側蓋部材２２を小断面トンネルＴ２，Ｔ２のセグメントＳにボルト３５・ナット３６等で固定する。
【００３２】
そして、図１７(a) に示すように、固定部材３０を取り外し、マシン側蓋部材２２をシールドフレーム１から切り離す。そして、図１６に示すように、小断面トンネルＴ２が近接する部分に、トンネル断面を拡大するためのトンネル側蓋部材３７を取り付ける。このトンネル側蓋部材３７は、前述した図９に示すトンネル側蓋部材２０（図１および図９参照）と略同形状に形成されており、ボルト３８等によって小断面トンネルＴ２，Ｔ２の開口部に取り付けられる。その後、推進ジャッキ１１を伸長させて、上記トンネル側蓋部材３７および小断面トンネルＴ２，Ｔ２のセグメントＳを反力にとって、シールドフレーム１を前進させる。
【００３３】
推進ジャッキ１１がセグメントＳの１リング分伸長したならば、図１７(b) に示すように推進ジャッキ１１を収縮させてその後方に新たなセグメントＳを組み付ける空間を形成する。そして、その空間に上述の第１乃至第３エレクタ３ａ，３ｂ，３ｃにより新たなセグメントＳを組み付けると共に中柱Ｎを組み付けて大断面トンネルＴ１を構築し、再びそれを反力にとって掘進する。この場合の掘進は、通常の多連式シールドと同様である。こうして、地中作業のみで小断面トンネルＴ２，Ｔ２に繋げて大断面トンネルＴ１を構築でき、従来必要であった中間立坑が全く不要となる。
【００３４】
本実施形態によれば、例えば、２本の小断面トンネルを地下鉄の上下線のトンネルとし、それに繋げて形成される１本の大断面トンネルを地下鉄の駅舎部として利用できる。なお、本発明は、上記実施形態のように３連式シールドに限られるものではなく、２連式でも４連式以上であってもよい。要は、マシン側蓋部材２２とトンネル側蓋部材２０、３７とを有すると共に、大断面トンネルと小断面トンネルとに合わせてセグメントを組立てることができるエレクタを備えていればよいのである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るトンネル構築装置およびトンネル構築方法によれば、中間立坑を用いることなく地中作業のみでトンネル断面を途中で変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すトンネル構築装置の平断面図である。
【図２】図１の II-II線断面図である。
【図３】図１の III-III線断面図である。
【図４】図１の IV-IV線断面図である。
【図５】図１の V-V線断面図である。
【図６】図１の VI-VI線断面図である。
【図７】上記トンネル構築装置によって１本の大断面トンネルに２本の小断面トンネルを繋げて構築した様子を示す斜視図である。
【図８】上記トンネル構築装置によって２本の小断面トンネルに１本の大断面トンネルを繋げて構築した様子を示す斜視図である。
【図９】１本の大断面トンネルから２本の小断面トンネルへの接続部を示す説明図であり、(a) は平断面図、(b) は正面図である。
【図１０】１本の大断面トンネルから２本の小断面トンネルへの接続の様子を示す側断面図であり、(a),(b),(c) は経時変化の様子を示す。
【図１１】マシン側蓋部材を示す斜視図である。
【図１２】図１１のXII-XII 線断面図である。
【図１３】図１１のXIII-XIII 線断面図である。
【図１４】推力伝達部材を示す正面図である。
【図１５】推力伝達部材を示す側断面図である。
【図１６】２本の小断面トンネルから１本の大断面トンネルへの接続部を示す説明図であり、(a) は平断面図、(b) は正面図である。
【図１７】マシン側蓋部材を示す側断面図であり、(a),(b) は経時変化の様子を示す。
【図１８】図１６(b) のXVIII-XVIII 線断面図である。
【符号の説明】
１  シールドフレーム
２  シールド掘進機
３  エレクタ
１９ａ  注入管
１９ｂ  注入管
２０  トンネル側蓋部材
２２  マシン側蓋部材
３７  トンネル側蓋部材
Ｔ１  大断面トンネル
Ｔ２  小断面トンネル
Ｓ  セグメント
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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