JP3890526B2

JP3890526B2 - Segment and tunnel construction method using the same

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Publication number: JP3890526B2
Application number: JP2002133224A
Authority: JP
Inventors: 利光阿曽; 元規細井; 大三田中; 明吉川
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2022-05-08
Also published as: JP2003328695A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外側のスキンプレート等を洗浄することが可能なセグメント、及びこれを用いたトンネル築造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なシールド工法においては、シールド掘削機に設けられた押圧ジャッキ等の推進装置を用いて、後方に順次覆工されたセグメントリングを押圧し、その反力をシールド掘削機の推力として、掘進しながらシールドトンネルを築造していく。こうしたシールドトンネルは、とりわけ都市部における道路や鉄道等のトンネル築造において重要性が増してきており、ますます長距離掘進、大深度化が求められている。
シールドトンネルでは、その途中で部分的に拡幅されたトンネルが必要となることが多い。例えば地下鉄等の鉄道トンネルの場合は５００ｍ〜１０００ｍ毎に駅部を設けなければならず、また道路トンネルの場合は約５００ｍ毎に非常駐車帯を設けなければならない、といった事情等によるものである。
従来、トンネル内に拡幅部を築造する方法としては、開削工法、所定断面をなす標準坑のシールドトンネルを築造後に部分的にセグメントを取り外して拡幅坑を掘削・覆工する工法、あるいは拡幅坑専用のシールド掘削機を用いる工法、等が実施されていた。
【０００３】
開削工法においては、地上用地を長期間占有するなど、周辺環境に与える影響が大きく、工事が非常に大規模となってしまう。また、シールドトンネルを築造後に部分的にセグメントを取り外して拡幅坑を掘進・覆工する工法においては、一旦覆工したセグメントを取り外すために無駄が多いとともに、土水圧に対する地盤改良を必要とする。更に、拡幅坑専用のシールド掘削機を用いる工法においては、シールド掘削機の分解、搬送及び組立といった作業を伴わなければならない。このように従来の方法では、多大な労力、工費を要するとともに、工期の長期化を招く結果となっていた。
【０００４】
こうしたことから、最近では、シールド掘削機に拡幅・縮小可能なコピーカッタを設けるとともに、シールド掘削機のスキンプレートの側部を拡幅することで標準坑及び拡幅坑を同時に掘進・覆工する工法（トンネル築造方法）が試みられている。こうしたトンネル築造方法は、本願発明者等が先に特願２００１−４０２５２において提案しているように、スキンプレートの側部を拡幅・縮小させて、その内側に、標準坑用のセグメント及び拡幅坑用のセグメントを順次組み立ててトンネル覆工体を構築していき、標準トンネル及び拡幅トンネルを築造していくものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このトンネル築造方法では、標準トンネルと拡幅トンネルとの境界部分において両者間をシールして、土砂や水等のセグメント内への侵入を防止するために、特殊形状の境界部材を用いている。この境界部材は、スキンプレートの拡幅時に取り付けられるもので、標準トンネルの端部に固定される第１の仕切板と、スキンプレート側部の後部内面側に固定され第１の仕切板と摺動する第２の仕切板とを備えている。このように第１の仕切板と第２の仕切板とが密接して摺動することで、的確にシールを行い得るようになっている。
【０００６】
境界部材の取り付け前には、スキンプレート内側を一時的にシールして、土砂や水等の侵入を防止する必要があるが、裏込め材等を用いる場合には問題が生じる。地山が軟弱である場合には、地山とトンネル覆工体との間に裏込め材等を注入・充填して、地山の肌落ちによる地盤の緩みを防止しなければならない場合が多いが、こうした裏込め材等がスキンプレート内側に回り込んだままであると、シールするための部材（シール部材）をスキンプレート内側に十分に押圧できない。すなわち、スキンプレート内側に異物が存在していることとなり、シールを的確に行い得ないこととなる。
そのため、裏込め材等を硬化前に除去しておく必要があるが、こうした裏込め材等は、スキンプレート内周側とセグメント外周側との間の狭小部分に存在するので、人力等で除去するには非常に困難な作業が伴うこととなり、多大な労力、コスト及び時間を要してしまう。その結果、工期の長期化あるいは工費の高騰化を招くこととなってしまい、改善が求められていた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、外側を洗浄して裏込め材等を的確に除去することができ、トンネルの築造を容易として、工期の短縮及び工費の節減を図ることができるセグメント、及びこれを用いたトンネル築造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、シールド掘削機の後方に設けられた筒状のスキンプレートの内側に、該スキンプレートの内周側との間に所定のクリアランス部を形成しながら順次筒状に組み立てられていき、トンネル覆工体をなすセグメントであって、噴射ノズルから高圧水を外側に向けて噴射し前記スキンプレート及び前記クリアランス部を洗浄する洗浄用ホースを挿通させて、該洗浄用ホースを外周側の周方向に沿ってガイドするガイド溝が形成されていることを基本とする。
【０００９】
このように、洗浄用ホースを外周側の周方向に沿ってガイドするガイド溝を形成し、外側に向けて高圧水を噴射してスキンプレート及びクリアランス部を洗浄することができるようにしているので、クリアランス部に詰まったりスキンプレート内周側に付着している裏込め材や土砂等を、的確に除去することができる。
【００１０】
特に、請求項１に記載の発明は、内周側から前記ガイド溝まで貫通し、前記洗浄用ホースを内周側から前記ガイド溝へと挿通させる貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
このように、広いスペースを確保できるトンネル覆工体の内周側からガイド溝まで洗浄用ホースを挿通させることができるようにしているので、高圧水を送水するための送水手段（ポンプ等）として大型のものを用いることができるとともに、簡易な構成として、スキンプレート及びクリアランス部を的確に洗浄することができる。
【００１２】
さらに、請求項１に記載の発明は、前記ガイド溝の断面形状を、半円よりも大きい中心角を有する円弧形状として、該ガイド溝の外周側両側部には前記洗浄用ホースの脱落を防止するための突起部が各々形成されていることを特徴とする。
【００１３】
このように、ガイド溝の断面形状を、半円よりも大きい中心角を有する円弧形状としているので、一般的に用いられている断面略円形状のホースを、洗浄用ホースとして好適に挿通させることができるとともに、突起部により洗浄用ホースがガイド溝から外れることを的確に防止することができる。
また、円弧形状としているので、応力集中が生じ易い角隅部を有することなくセグメントの強度をより高めることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のセグメントであって、外側に向けて出没可能とされ、突出した際に前記スキンプレートと当接して前記クリアランス部をシールするシール部材が、前記ガイド溝よりも前方の外周側に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
このように、ガイド溝よりも前方側にシール部材を設けるようにしているので、洗浄された直後のクリアランス部を的確にシールすることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、シールド掘削機の後方に設けられた筒状のスキンプレートの内側に、該スキンプレートの内周側との間に所定のクリアランス部を形成しながら順次筒状に組み立てられていき、トンネル覆工体をなすセグメントであって、外周側に形成され、高圧水を外側に向けて噴射する噴射ノズルと、該噴射ノズルへと高圧水を送水する送水管と、が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
このように、セグメントに噴射ノズルと送水管とを一体に設けた構成としているので、高圧水の噴射を容易にでき、クリアランス部に詰まったりスキンプレート内周側に付着している裏込め材や土砂等を、容易且つ的確に短時間で除去することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のセグメントであって、内周側から前記送水管に連通し、高圧水を前記送水管へと送水する連通孔が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
このように、広いスペースを確保できるトンネル覆工体の内周側から高圧水を送水することができるようにしているので、高圧水を送水するための送水手段（ポンプ等）として大型のものを用いることができるとともに、簡易な構成として、スキンプレート及びクリアランス部を的確に洗浄することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載のセグメントであって、外側に向けて出没可能とされ、突出した際に前記スキンプレートと当接して前記クリアランス部をシールするシール部材が、前記噴射ノズルよりも前方の外周側に設けられていることを特徴とする。
【００２１】
このように、噴射ノズルよりも前方側にシール部材を設けるようにしているので、洗浄された直後のクリアランス部を的確にシールすることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、シールド掘削機の後方に設けられた筒状のスキンプレートの内側に、該スキンプレートの内周側との間に所定のクリアランス部を形成しながらセグメントを順次筒状に組み立てていき、トンネル覆工体を構築するとともに、前記シールド掘削機を、前記スキンプレートの内周側に取り付けられたテールシールによって前記クリアランス部をシールしながら掘進させていくトンネル築造方法において、請求項１又は請求項２に記載のセグメントを、前記テールシールよりも前方側に組み立て、前記テールシールが前記ガイド溝を通過した後に、前記洗浄用ホースを前記セグメントの内周側から前記ガイド溝内に挿通して該ガイド溝内で移動させながら、高圧水を前記洗浄用ホース内に送水して前記噴射ノズルから外側に向けて噴射させ、前記テールシールよりも後方側の前記スキンプレート及び前記クリアランス部を洗浄することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明は、シールド掘削機の後方に設けられた筒状のスキンプレートの内側に、該スキンプレートの内周側との間に所定のクリアランス部を形成しながらセグメントを順次筒状に組み立てていき、トンネル覆工体を構築するとともに、前記シールド掘削機を、前記スキンプレートの内周側に取り付けられたテールシールによって前記クリアランス部をシールしながら掘進させていくトンネル築造方法において、請求項１又は請求項２に記載のセグメントを、前記テールシールよりも前方側に組み立て、前記テールシールが前記ガイド溝を通過する前に、前記洗浄用ホースを前記セグメントの内周側から前記ガイド溝内に予め挿通させておき、前記テールシールが前記ガイド溝を通過した後に、前記洗浄用ホースを該ガイド溝内で移動させながら、高圧水を前記洗浄用ホース内に送水して前記噴射ノズルから外側に向けて噴射させ、前記テールシールよりも後方側の前記スキンプレート及び前記クリアランス部を洗浄することを特徴とする。
【００２４】
このようなトンネル築造方法によって、請求項１又は請求項２に記載のセグメントを用いて、クリアランス部に詰まったりスキンプレート内周側に付着している裏込め材や土砂等を、的確に除去することができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、シールド掘削機の後方に設けられた筒状のスキンプレートの内側に、該スキンプレートの内周側との間に所定のクリアランス部を形成しながらセグメントを順次筒状に組み立てていき、トンネル覆工体を構築するとともに、前記シールド掘削機を、前記スキンプレートの内周側に取り付けられたテールシールによって前記クリアランス部をシールしながら掘進させていくトンネル築造方法において、請求項３〜５の何れかに記載のセグメントを、前記テールシールよりも前方側に組み立て、前記テールシールが前記噴射ノズルを通過した後に、高圧水を前記セグメントの内周側から前記送水管内に送水して、前記噴射ノズルから外側に向けて噴射させ、前記テールシールよりも後方側の前記スキンプレート及び前記クリアランス部を洗浄することを特徴とする。
【００２６】
このようなトンネル築造方法によって、請求項３〜５の何れかに記載のセグメントを用いて、クリアランス部に詰まったりスキンプレート内周側に付着している裏込め材や土砂等を、的確に除去することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
先ず、本発明に係るセグメントの実施の形態について、図１乃至図４を用いて説明する。以下において、本発明に係るセグメントを、通常の構成のセグメントと区別するために、「外側洗浄用セグメント」と称することとする。
【００２８】
図１（ａ），（ｂ）及び図２には、２つの外側洗浄用セグメント（セグメント）１１Ａと４つの外側洗浄用セグメント（セグメント）１１Ｂとの計６つが組み立てられて、トンネル覆工体の一部をなす円形環状のセグメントリング（符号１１）が構築された状態を示している。これらの図に示すように、外側洗浄用セグメント１１Ｂは、セグメント本体１２の外周側に、シール部材１３、及び後述する洗浄用ホースをガイドするガイド溝１５を備えた構成となっている。また外側洗浄用セグメント１１Ａは、内周側から外周側へと貫通する貫通孔１６を、外側洗浄用セグメント１１Ｂに付加した構成となっている。つまり、外側洗浄用セグメント１１Ａと１１Ｂとは、貫通孔１６を有するか否かという点以外は、互いに同一の構成となっている。
【００２９】
シール部材１３は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、外側洗浄用セグメント１１Ａ，１１Ｂの外周側における、セグメント本体１２前方側の周囲にわたって設けられており、複数の拡径パッキン１３ａと、拡径パッキン１３ａを外側に向けて押圧する押圧部材としての複数のボルト１３ｂと、から構成されている。
【００３０】
拡径パッキン１３ａは、略平板状の部材であって、各々の前方側が、外側に向けて回動可能なようにセグメント本体１２の外周側に取り付けられており、各々の後方側が、セグメント本体１２に対して接近・離間可能、つまり外側に向けて出没可能となっている。
また、ボルト１３ｂは、拡径パッキン１３ａと同数設けられており、セグメント本体１２の内周側から外周側までを貫通するねじ孔に螺合されて、その先端部で拡径パッキン１３ａを押圧するものである。このボルト１３ｂの先端側の、拡径パッキン１３ａを押圧する部分には、弾性体１３ｒが取り付けられており、ボルト１３ｂを回転させて拡径パッキン１３を押圧すれば、拡径パッキン１３ａを外周側へと突出させ、セグメントリング１１の外周側を拡径させることができる。そして拡径時には、図１（ｂ）に示すように、シールド掘削機のスキンプレート５（詳細は後述）の内周側と当接して、セグメントリング１１の外周側とスキンプレート５の内周側とのクリアランス部をシールする。
【００３１】
外側洗浄用セグメント１１Ａ，１１Ｂの組み立て時には、各々のボルト１３ｂをセグメント本体１２内側に後退させて、拡径パッキン１３ａを収納しておき、セグメント本体１２の外周面と拡径パッキン１３ａの外面とが略面一となるようにしておく。
なお、押圧部材としては、ボルトに限定されるものではなく、例えば、流体を充填することによって膨らむチューブ状のものでもよい。また、シール部材１３自体をチューブ状のものにして、流体を充填するようにしてもよい。
【００３２】
これら外側洗浄用セグメント１１Ａ，１１Ｂにおける、シール部材１３よりも後方のセグメント本体１２の外周側には、後述する洗浄用ホースを挿通させてこの洗浄用ホースを外周側の周方向に沿ってガイドするガイド溝１５が、各々形成されている。各々のガイド溝１５の周方向両端部は開口されており、各々のガイド溝１５は、隣接する外側洗浄用セグメント１１Ａ又は１１Ｂのガイド溝１５と互いに連通するようになっている。すなわち、連結された６つのガイド溝１５によって、セグメントリング１１の全周にわたって、洗浄用ホースをガイドできるようになっている。
【００３３】
ガイド溝１５の断面形状は、半円よりも大きい中心角を有する円弧形状とされている。すなわち、図１（ｂ）において示した仮想中心Ｏは、外周面よりも内側に位置しており、その中心角は１８０°よりも大きくなっている。こうすることによって、ガイド溝１５の外周側両側部には突起部１５ａ，１５ａが各々形成され、洗浄用ホースがガイド溝１５から外れることを的確に防止することができるようになっている。また、断面円弧形状としているので、応力集中が生じ易い角隅部を有することがなく、外側洗浄用セグメント１１Ａ，１１Ｂの強度をより高めることができる。
【００３４】
外側洗浄用セグメント１１Ａには、貫通孔１６が形成されている。この貫通孔１６は、外側洗浄用セグメント１１Ａの内周側からガイド溝１５へと、滑らかな円弧をなして連続するようにして斜めに形成されており、洗浄用ホースを容易に且つ的確にガイド溝１５内に挿通させることができるようになっている。セグメントリング１１においては、一対をなす外側洗浄用セグメント１１Ａが点対称となるように配置されていることで、一対をなす洗浄用ホースを各々半周分づつ回り巡らせて、セグメントリング１１を周回させることができる。
なお、実際に洗浄用ホースを挿通させて使用する場合には、図３及び図４に示すように、洗浄用ホースと貫通孔１６との間をシールするシールパッキン１６ｐを、貫通孔１６の内側に取り付けておく。これは、セグメントリング１１外側の土砂、水或いは裏込め材等が、セグメントリング１１の内周側に侵入してくるのを防止するためである。
【００３５】
洗浄用ホース５０は、図３に示すように、内周側から貫通孔１６を介してガイド溝１５内へと挿通され、外側に向けてジェット水流を噴射するものであって、ホース本体５１と、ホース本体５１の先端部側に設けられたノズルヘッド５２とを備えている。
ホース本体５１は、一般的に用いられている断面略円形状のホースであって、ガイド溝１５内にほぼ収まる大きさとなっている。このホース本体５１の基端部側は、セグメントリング１１の内側に設けられた、図示しない高圧水供給ポンプと連結されている。
【００３６】
ノズルヘッド５２の前面側には噴射ノズル５３ａが、外周面側には噴射ノズル５３ｂ，５３ｃが各々形成されており、高圧水供給ポンプからホース本体５１内へと流れてきた高圧水は、ジェット水流として３方向に噴射される。すなわち、噴射ノズル５３ａからはノズルヘッド５２前方側のガイド溝１５内に、噴射ノズル５３ｂからはガイド溝１５の延在方向からほぼ直交する外側に、噴射ノズル５３ｃからは斜め後方の外側に、各々ジェット水流（高圧水）ｗｊ₁，ｗｊ₂，ｗｊ₃が噴射される。ジェット水流ｗｊ₁によって、ガイド溝１５内の裏込め材や土砂等が除去されるとともに、ジェット水流ｗｊ₂，ｗｊ₃によって、セグメントリング１１外側の裏込め材や土砂等が除去される。なお、ジェット水流ｗｊ₃が、洗浄用ホース５０の延在方向の斜め後方側へと噴射されることにより、その反力で、ノズルヘッド５２をガイド溝１５内の前方側へと容易に送り出すことができるようになっている。
【００３７】
ノズルヘッド５２の外周面側には、突起部１５ａ−１５ａ間に嵌合するように外側に向けて突出する、回り止め５４が形成されている。この回り止め５４が設けられていることによって、ノズルヘッド５２が仮想中心Ｏ回りに回転することが的確に防止され、ジェット水流ｗｊ₂，ｗｊ₃が外側に向けて的確に噴射されるようになっている。
【００３８】
なお、洗浄用ホース５０の変形例としての洗浄用ホース５０Ｂを、図４（ａ）及び（ｂ）に示す。この洗浄用ホース５０Ｂは、ホース本体５１Ｂと、ホース本体５１Ｂの先端部側に設けられたノズルヘッド５２Ｂとを備えており、基本構成は洗浄用ホース５０と同様となっている。この洗浄用ホース５０Ｂは、洗浄用ホース５０と比較して、断面がより大径の略円形状をなしており、ガイド溝１５内から一部がはみ出している。
【００３９】
ノズルヘッド５２Ｂは、若干縦長となった断面楕円形状をなしており、その外周側の頂部がガイド溝１５から突出するようになっている。このノズルヘッド５２Ｂには、ノズルヘッド５２と同様に、噴射ノズル５３ａ，５３ｂ，５３ｃが各々形成されており、高圧水供給ポンプからホース本体５１Ｂ内へと流れてきた高圧水が、各々ジェット水流ｗｊ₁，ｗｊ₂，ｗｊ₃として３方向に噴射される。
そして、ガイド溝１５から突出した頂部近傍位置には、両側方に突出する突起部からなる回り止め５４Ｂが形成されている。これら回り止め５４Ｂが突起部１５ａ，１５ａを外側から押圧することで、ノズルヘッド５２Ｂが仮想中心Ｏ回りに回転することが的確に防止され、ジェット水流ｗｊ₂，ｗｊ₃が外側に向けて的確に噴射されるようになっている。
【００４０】
このように、ガイド溝１５の外周面側は開口しているので、ガイド溝１５内に完全に収まりきらない大きさのホースであっても、ホース本体５１Ｂのようにして用いることができる。すなわち、ガイド溝１５内にほぼ完全に収まりきる大きさの洗浄用ホース５０、或いは収まりきらない大きさの洗浄用ホース５０Ｂの、何れの形態の洗浄用ホースであっても使用可能である。
【００４１】
次に、こうした外側洗浄用セグメント１１Ａ，１１Ｂを用いたトンネル築造方法について、図５〜図１３を用いて説明する。このトンネル築造方法は、標準の断面積を有する標準トンネルと、標準トンネルを部分的に拡幅させた拡幅トンネルとを、連続的に築造する方法である。
【００４２】
まず、本トンネル築造方法において用いるシールド掘削機について説明する。
図５及び図６に示すように、このシールド掘削機１は、シールド本体３の前部に支持されて所定断面積の標準坑と拡幅坑とを掘進するカッタ２と、シールド本体３の外側部にある筒状のスキンプレート５と、スキンプレート５に備えられた拡幅部材６（後述）と、を備えている。
【００４３】
カッタ２は、略円盤形状をなしカッタヘッドサポート４に回転可能に軸支されるカッタヘッド２ａと、カッタヘッド２ａから出没可能とされたオーバーカッタ装置２ｂと、からなる。
カッタヘッド２ａは、略円盤形状をなし、シールド本体３の掘進方向の前部に回転可能に設けられている。このカッタヘッド２ａは、先端部に設けられたカッタビット（図示省略）が回転することによって、地山Ｇ内に標準坑を掘進するようになっている。カッタヘッド２ａの前面には、標準坑の掘削土砂をシールド本体３内に取り込むための孔（図示省略）が設けられている。
なおここでは、「標準坑」とは、カッタヘッド２ａのみで掘進される、カッタヘッド２ａの外径と略同一の断面積を有する坑のことを言っているが、例えば扁平断面や矩形断面の坑においては、標準坑をオーバーカッタ装置を用いて掘進する場合もある。すなわち、断面形状にかかわらず、拡幅部材を張り出さない坑が「標準坑」である。この標準坑内には、標準トンネルが築造される。
【００４４】
カッタヘッド２ａには、外側部から標準坑を拡幅する方向、すなわち掘進方向と略直交する方向に出没可能とされた、オーバーカッタ装置２ｂが内蔵されている。このオーバーカッタ装置２ｂは棒状をなしており、標準坑のみを掘進する際にはカッタヘッド２ａ内に没入している。そして拡幅坑を掘削する際にはカッタヘッド２ａから突出し、突出方向の軸線回りに回転して、その外周面に設けられたカッタビット（図示省略）によって拡幅坑を掘進できるようになっている。
なおここでは、「拡幅坑」とは、カッタヘッド２ａ及びオーバーカッタ装置２ｂの双方を用いて掘進された部分の坑、つまり拡幅部材を張り出す坑を言う。その他、拡幅坑の拡幅部分の掘削についても、カッタヘッドのオーバーカッタ装置に限らず、カッタヘッド以外に設けた掘削装置等で拡幅部分を掘削してもよいことは勿論である。
【００４５】
スキンプレート５は、シールド本体３と外形及び断面積が略同一となった筒状帯であり、その内側には、セグメントが組み立てられることで構築されたセグメントリングによって、トンネル覆工体が順次築造されていく。なお「セグメント」とは、後述する標準坑用セグメント、外側洗浄用セグメント、拡幅坑用セグメントを指すものとする。また、標準坑用セグメント及び拡幅坑用セグメントとして、内周面側から外周面側まで貫通する注入孔が形成されており、内周側から外周側へと裏込め材（後述）を注入可能となっているものも用いるものとする。そして、外側洗浄用セグメントは、外形及び大きさは標準坑用セグメントと略同一となっており、標準坑用セグメントの一種をなしている。
【００４６】
シールド本体３後方のスキンプレート５の内側には、押圧ジャッキ（図示省略）が周方向に複数備えられている。この押圧ジャッキは、掘進軸線方向に伸縮することで、スキンプレート５の内側に順次構築されていくセグメントリングを押圧し、その反力でシールド掘削機１を掘進させるものである。
【００４７】
また、スキンプレート５の内側の後部側には、セグメントリングの外周面に押圧されて、スキンプレート５の内周側とセグメントリングの外周側との間のクリアランス部Ｃをシールするテールパッキン（テールシール）７，７，７が取り付けられている。これらテールパッキン７，７，７は、シールド掘削機１の掘進に伴って、セグメントリングの外周側と摺動していくことで、クリアランス部Ｃをシールしながら移動する。そのため、標準坑又は拡幅坑とセグメントリングとの間に存在する土砂、水或いは裏込め材等が、スキンプレート５の内部に侵入することを防止できるようになっている。ここでは、テールパッキン７を３段設けるようにしているが、シールド掘削機１にかかる土砂、水或いは裏込め材の圧力の程度によっては、２段としても差し支えなく、適宜段数を変更すればよい。
また、テールパッキン７，７，７とともに、潤滑剤注入機構（図示省略）が設けられており、グリース等の潤滑剤を摺動部に注入して、テールパッキン７，７，７が円滑に摺動できるようになっている。
【００４８】
拡幅部材６は、図１１（ｃ）あるいは図１２（ｂ）に示すように、側部プレート６ａと、側部プレート６ａの上側縁部及び下側縁部に各々連なるように設けられる上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃと、側部プレート６ａの前側縁部に連なるように設けられる前部プレート６ｄと、から構成されるものである。
側部プレート６ａは、標準坑のみを掘進する際には、スキンプレート５と略面一となってスキンプレート５の一部をなすとともに、拡幅坑を掘進する際には、スキンプレート５の外方に突出してスキンプレート５と略平行に配置されるものである。すなわち、図５及び図６に示すように、標準坑を掘進する際には拡幅部材６は組み立てられておらず、側部プレート６ａはスキンプレート５と一体をなした状態となっている。
【００４９】
上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃは、拡幅坑を掘進する際に、スキンプレート５から突出する側部プレート６ａの上側縁部及び下側縁部に各々連なるように設けられて、側部プレート６ａの上側縁部及び下側縁部とスキンプレート５とを連結するものである。これら上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃは、各々側部プレート６ａよりも後端部側が若干短くなっている。また、前部プレート６ｄは、拡幅坑を掘進する際に、スキンプレート５から突出する側部プレート６ａの前側縁部に連なるように設けられて、側部プレート６ａの前側縁部とスキンプレート５とを連結するものである。
なお、これら上部プレート６ｂ、下部プレート６ｃあるいは前部プレート６ｄは、シールド掘削機１が標準坑のみを掘進する際には、側部プレート６ａから取り外されており、拡幅坑を掘進する際に組み立てられるようになっている。
【００５０】
このシールド掘削機１を用いたトンネル築造方法は、標準トンネル築造工程と、標準トンネル拡幅工程と、拡幅トンネル築造工程とからなる。
【００５１】
まず、「標準トンネル築造工程」として、図５に示すように、標準坑を掘進するとともに、スキンプレート５の内側に標準坑用セグメントを円形環状に組み立てていき、標準坑用セグメントからなるセグメントリング１０を順次覆工して、標準坑内に標準トンネルを築造していく。標準坑を掘進する際には、スキンプレート５と側部プレート６ａとを一体として略円筒形状としておき、そのスキンプレート５の内周側との間に所定のクリアランス部Ｃを形成しながら標準坑用セグメントを筒状に組み立てていき、トンネル覆工体としてのセグメントリング１０を順次覆工していく。
最前部に覆工されたセグメントリング１０を押圧ジャッキによって順次押圧していくことで、その反力によってシールド掘削機１は掘進方向への推進力を得て、シールド掘削機１は掘進していく。すなわち、シールド掘削機１が掘進するに従い、その後方の標準坑は順次セグメントリング１０によって覆工されていき、後方に標準トンネルが築造されていく。なお、上記の注入孔を有する標準坑用セグメントを適宜使用してセグメントリング１０を組み立て、標準坑とセグメントリング１０との間にモルタル等の裏込め材を注入・充填可能として、地山Ｇの肌落ちによる地盤の緩みを防止するようにする。
【００５２】
このとき、スキンプレート５の後部側には、テールパッキン７，７，７が取り付けられており、セグメントリング１０の外周面と摺動するようになっている。すなわち、これらテールパッキン７，７，７によって、スキンプレート５の内周側とセグメントリング１０の外周側との間のクリアランス部Ｃをシールして、土砂、水或いは裏込め材等がスキンプレート５の内側へ侵入するのを防止しながら、シールド掘削機１を掘進させていく。
【００５３】
次に「標準トンネル拡幅工程」として、標準トンネルを拡幅するように拡幅坑の掘進を開始するとともに、外側洗浄用セグメント及び境界部材を順次組み立てていき、拡幅トンネルの築造の事前準備を行う。
拡幅坑の掘進を開始する際には、図６に示すように、オーバーカッタ装置２ｂをカッタヘッド２ａから突出させ、標準坑を掘進しながら、標準坑の左右両側に拡幅坑を掘進していく。このとき、拡幅坑の掘進に併せて、掘削土砂を取り込んでいく（図示省略）。
【００５４】
そして、標準トンネルの端部をなすセグメントとして、外側洗浄用セグメント１１Ａ，１１Ｂを、図１及び図２に示したように組み立て、セグメントリング１１を標準トンネルの最前部に構築する。このセグメントリング１１の前部に、標準坑用セグメントからなるセグメントリング１０ａ（図９にのみ図示）を構築する。このセグメントリング１０ａは、セグメントリング１０と同一の構成であるが、テールパッキン７，７，７を用いて土砂、水或いは裏込め材の侵入防止機能を確保するため、及びシールド掘削機１を掘進させるために、一時的に覆工されるものであって、標準トンネルを構成するためのものではない。そのため、図９においては、標準トンネルを構成するためのセグメントリング１０とは異なる符号を付している。
なおこのとき、図６に示すように、テールパッキン７，７，７は、少なくともセグメントリング１１のガイド溝１５よりも後方に位置している。そして、テールパッキン７，７，７よりも後方側の、スキンプレート５とセグメントリング１０とのクリアランス部Ｃには、地山Ｇとセグメントリング１０との間に注入された裏込め材が充填された状態となっている（図示省略）。
【００５５】
セグメントリング１１近傍位置の拡大図を、図７（ａ）〜（ｃ）に示す。この図においては、地山とセグメントとの間に裏込め材Ｆが充填されている場合において、最後尾のテールパッキン７よりも後方のクリアランス部Ｃの裏込め材Ｆを洗浄・除去する場合について示している。なお、３つのテールパッキンのうち、最後尾に位置するテールパッキン７のみを図示している。
【００５６】
図７（ａ）に示すように、最後尾のテールパッキン７よりも後側のクリアランス部Ｃには、裏込め材Ｆが充填されている。この裏込め材Ｆ或いは土砂等が、クリアランス部Ｃに充填されたままであると、後述するようにシール部材１３の拡径パッキン１３ａを拡径しても、スキンプレート５の内側に充分に押圧できず、シール部材１３によるシールが好適に行い得ないこととなる。すなわち、テールパッキン７よりも後方のクリアランス部Ｃに充填された裏込め材Ｆ或いは土砂等を、その固化前に除去しておく必要がある。ここでは、上記した一対の洗浄用ホース５０，５０を用いて、スキンプレート５及びクリアランス部Ｃを洗浄する。
【００５７】
テールパッキン７がガイド溝１５を通過する前に、洗浄用ホース５０の先端側を少なくとも貫通孔１６内に予め挿通させておき、裏込め材Ｆが貫通孔１６からセグメントリング１１の内周側に入り込むことを防止しておく。そして、テールパッキン７がガイド溝１５を通過したら、セグメントリング１１の内周側から洗浄用ホース５０を順次送り出してガイド溝１５内に挿通する。これとともに、高圧水供給ポンプ（図示省略）から洗浄用ホース５０内に高圧水を送水し、各噴射ノズルからガイド溝１５内及び外側に向けて、ジェット水流を噴射させる。なお図７及び図８においては、外側に向けて噴射されるジェット水流（図３におけるジェット水流ｗｊ₂，ｗｊ₃）の符号をｗｊとする。なお、洗浄用ホース５０の替わりに洗浄用ホース５０Ｂを用いてもよいことは勿論である。
【００５８】
そして、セグメントリング１１の内周側から、洗浄用ホース５０，５０の送り出し・引き入れの操作を行うことにより、洗浄用ホース５０，５０を、図８（ａ）〜（ｃ）に示すようにガイド溝１５内で移動させる。これら一対の洗浄用ホース５０，５０の各々を、セグメントリング１１の外周を略点対称に半周づつ移動させるので、ノズルヘッド５２から噴射されるジェット水流ｗｊによって、セグメントリング１１の外側、すなわちクリアランス部Ｃ及びスキンプレート５を全周にわたって洗浄することができる。これにより、ガイド溝１５外側のクリアランス部Ｃに詰まったりスキンプレート５の内周側に付着している裏込め材や土砂等を、全周にわたって洗浄することができる。
【００５９】
図７（ｂ）に示すように、シールド掘削機１を掘進させスキンプレート５を徐々に前進させながら、図８（ａ）〜（ｃ）に示すジェット水流ｗｊの噴射及び洗浄用ホース５０，５０の移動を適宜繰り返し、テールパッキン７よりも後方のクリアランス部Ｃ及びスキンプレート５を洗浄する。こうすることで、テールパッキン７よりも後方のクリアランス部Ｃ及びスキンプレート５の内周側から、裏込め材Ｆや土砂等が除去され、シール部材１３を拡径・押圧することによるシールが可能となる。
【００６０】
なお、テールパッキン７がガイド溝１５を通過するよりも前に、図８（ｃ）に示す状態、すなわち洗浄用ホース５０，５０をガイド溝１５内に予め挿通させておくようにしてもよい。この場合には、テールパッキン７がガイド溝１５を通過した後に、図８（ｃ）〜（ａ）に示すように洗浄用ホース５０，５０を移動させながら、高圧水供給ポンプから洗浄用ホース５０，５０内に高圧水を送水し、各噴射ノズルからジェット水流ｗｊを外側に向けて噴射させ、クリアランス部Ｃ及びスキンプレート５を全周にわたって洗浄する。
このようにすれば、テールパッキン７の通過時において、ガイド溝１５内は洗浄用ホース５０，５０で埋まっているので、ガイド溝１５内に裏込め材Ｆ等が詰まるることを的確に抑制することができ、洗浄用ホース５０，５０の移動をより簡易且つ的確に行うことができる。
【００６１】
なお、こうした洗浄は、シールド掘削機１を小刻みに前進・停止を繰り返しながら行ってもよく、また、微速で連続的に前進させながら行ってもよい。前者の方法では、洗浄時にはシールド掘削機１を停止させておき、洗浄終了後に前進させて次の洗浄部分をガイド溝１５の外側に位置させるという動作を繰り返し、スキンプレート５の移動と洗浄とを別々に行う。また後者の方法では、シールド掘削機１を連続的に微速前進させながら、洗浄も連続的に行い、スキンプレート５の移動と洗浄とを同時に行う。スキンプレート５及びクリアランス部Ｃを的確に洗浄できるのであれば、その状況に応じて、何れの方法によって洗浄を行っても差し支えない。
【００６２】
こうしてスキンプレート５及びクリアランス部Ｃに充填されていた裏込め材Ｆや土砂等を順次除去していき、スキンプレート５の後端部側がシール部材１３の位置まで達したところで、シールド掘削機１を一旦停止させる。このとき図９に示すように、テールパッキン７，７，７によって、セグメントリング１０ａとスキンプレート５との間における、土砂、水或いは裏込め材等の侵入防止機能が確保されている。
【００６３】
こうしておいて、図７（ｃ）に示すように、セグメントリング１１の各々のボルト１３ｂを回転させて拡径パッキン１３ａを押圧し、拡径パッキン１３ａをセグメント本体１２から外周側に向けて突出させる。そして、拡径パッキン１３ａの後端部側がスキンプレート５に当接・押圧される状態となるまで、シール部材１３を拡径させ、クリアランス部Ｃをシールする。これで、スキンプレート５内へのの土砂、水或いは裏込め材Ｆの侵入防止機能は確保できるので、図９に示したセグメントリング１０ａを解体撤去する。
【００６４】
また、洗浄が完了したら、図７（ｃ）に示すように、洗浄用ホース５０をガイド溝１５及び貫通孔１６から抜き、水、土砂或いは裏込め材Ｆの浸入防止を図るため、速やかに貫通孔１６を閉塞する。この閉塞方法としては、洗浄用ホース５０を抜いた後、貫通孔１６に速やかに蓋（図示省略）を取り付け固定するようにしてもよく、また、貫通孔１６の内周側にバルブ（図示省略）を設けておき、洗浄用ホース５０を抜いた後、速やかにバルブを閉塞させるようにしてもよい。
【００６５】
次に、標準トンネルの前端側、すなわちセグメントリング１１の前端側に、境界部材２０を取り付ける。この境界部材２０は、標準トンネルと拡幅トンネルとの境界をなすとともに、スキンプレート５あるいは拡幅部材６とセグメントリング１１との間をふさぎ、セグメント同士を接続して、土砂、水或いは裏込め材等の侵入を防止するものである。セグメントとは別の材料、すなわちコンクリート以外の例えば鋼等の金属により構成されている。
【００６６】
境界部材２０は、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、セグメントリング１１の前側側部に取付固定される、セグメント側仕切板２１，２１及び上下仕切板２３，２３と、これらセグメント側仕切板２１，２１及び上下仕切板２３，２３の双方と摺動可能に設けられる、拡幅部仕切板２２，２２と、から構成されるものである。
なお、拡幅部仕切板２２は、土圧がかかる部分となるため、それに耐え得るような剛性を持たせる必要がある。また、上下仕切板２３は、拡幅部仕切板が摺動可能となっていれば、拡幅部仕切板に取り付けてもよいし、セグメント側仕切板と厚さを同じとしてセグメント側仕切板と一体にしてもよい。この一体としたときには、拡幅部仕切板と略同厚の上下仕切板を別途に設けることとなる。
【００６７】
先ず、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、セグメントリング１１の前端側に、セグメント側仕切板２１，２１を取り付ける。これらセグメント側仕切板２１，２１は、拡幅部仕切板２２，２２と摺動する部分に設けられ、摺動部分における土砂、水或いは裏込め材の侵入防止機能を確保するためのものである。
【００６８】
次に、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、セグメント側仕切板２１，２１の前側に、拡幅部仕切板２２，２２を、各々のセグメント側仕切板２１，２１と密接配置となるように取り付ける。これら拡幅部仕切板２２，２２は、セグメントリング１１と拡幅部材６との間において、土砂、水或いは裏込め材Ｆの侵入防止機能を確保しながら、拡幅部材６と一体的に拡幅坑に向けて突出するとともに、拡幅トンネルにおける拡幅部分の一方の端部を形成するためのものである。
【００６９】
そして、側部プレート６ａ，６ａの内側に、上部プレート６ｂ、下部プレート６ｃ及び前部プレート６ｄを各々取り付け固定して、拡幅部材６，６を組み立てる。このとき、側部プレート６ａ、上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃと、拡幅部仕切板２２とは、これらの間の浸入防止機能等が確保できるように密接配置させるか、連結させておく。
またこのとき、図示省略するが、上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃには、テールパッキン７，７，７に対応する位置に、同様のテールパッキン７，７，７を取り付けておき、拡幅トンネル築造時において、土砂、水或いは裏込め材等の侵入を防止できるようにしておく。なお、このテールパッキン７，７，７の取り付けは、拡幅部材６の拡幅後に行ってもよい。
【００７０】
次に、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、セグメントリング１１の前端側の、上部プレート６ｂよりも上側と下部プレート６ｃよりも下側との各々に、上下仕切板２３，２３を取付固定する。これら上下仕切板２３，２３は、後述する拡幅坑用セグメント３０が覆工された際に、セグメントリング１１とセグメントリング２０との間に間隙が生じるのを防止し、土砂、水或いは裏込め材の侵入防止機能を確保するためのものである。そのため、この上下仕切板２３，２３の前後方向の厚みは、セグメント側仕切板２１と拡幅部仕切板２２とを合わせた厚みと、ほぼ同一となっており、各々上部プレート６ｂあるいは下部プレート６ｃと密接配置されるようになっている。
このように、境界部材２０、すなわちセグメント側仕切板２１、拡幅部仕切板２２及び上下仕切板２３によって、標準トンネル端部側における、土砂、水或いは裏込め材等の侵入防止機能は確保されることとなる。
【００７１】
そして、図１２に示すように、拡幅部材６，６と拡幅部仕切板２２，２２とを一体的に突出させる。このとき、拡幅部仕切板２２，２２は、セグメント側仕切板２１，２１及び上下仕切板２３，２３の双方に対して密着しながら摺動し、また拡幅部材６，６は、上下仕切板２３，２３に対して密着しながら摺動する。そのため、これら摺動部分における、土砂、水或いは裏込め材等の侵入防止機能を確保することができる。
図１２に示す所定位置まで突出させたら、この位置で、拡幅部材６とスキンプレート５とを連結・固定するとともに、拡幅部仕切板２２をセグメント側部仕切板２１及び上下仕切板２３，２３と連結・固定する。
【００７２】
次に、「拡幅トンネル築造工程」として、図１３に示すように、拡幅坑を掘進しながら、スキンプレート５及び拡幅部材６の内側に拡幅坑用セグメントを環状に組み立てていき、拡幅坑用セグメントからなるセグメントリング３０を順次覆工して、拡幅坑内に拡幅トンネルを築造していく。
【００７３】
図１３に示すようなセグメントリング３０を、拡径部仕切板２２，２２に連なるように覆工する。こうすることで、セグメントリング３０と、スキンプレート５及び拡幅部材６との間は、テールパッキン７，７，７によって土砂、水或いは裏込め材の侵入防止機能をが確保されることとなる。なお、側部プレート６ａ、上部プレート６ｂ及び下部プレート６ｃと、拡幅部仕切板２２とが連結されている場合は、セグメントリング３０の覆工前に、予め切り離しておく。
【００７４】
そして、拡幅坑用セグメント３０を更に覆工し、この拡幅坑用セグメント３０を押圧ジャッキによって押圧する。なお実際には、図１３（ｂ）に示すように、セグメントリング３０のうちの拡幅部分内側には、スペーサ３０ａが一体に取付・固定されて、セグメントリング３０の一部をなしている。このスペーサ３０ａを押圧ジャッキで押圧することで、シールド掘削機１は反力を得て掘進できるようになっている。
【００７５】
押圧ジャッキが、掘進方向最前部に覆工されたセグメントリング３０を順次押圧し、その反力によってシールド掘削機１は掘進方向への推進力を得て、シールド掘削機１は掘進していく。すなわち、シールド掘削機１が掘進するに従い、その後方の拡幅坑は順次セグメントリング３０によって覆工されていき、後方に拡幅トンネルが築造されていく。
なお、スペーサ３０ａは、シールド掘削機１の掘進に伴って、後方側のものから順次セグメントリング３０より取り外していく。この取り外しは、シールド掘削機１が所定距離だけ離間し、当該スペーサ３０ａによって反力を取る必要がなくなったときに行う。
【００７６】
本実施形態に係る外側洗浄用セグメント１１Ａ，１１Ｂにおいては、洗浄用ホース５０，５０Ｂを挿通させて外周側の周方向に沿ってガイドするガイド溝１５を形成し、挿通された洗浄用ホース５０の噴射ノズル５３ｂ，５３ｃからジェット水流ｗｊ₂，ｗｊ₃を外側に向けて各々噴射して、スキンプレート５及びクリアランス部Ｃの洗浄を行うことができるようにしている。このため、クリアランス部Ｃに詰まったりスキンプレート内周側に付着している裏込め材や土砂等を、的確に除去することができる。これにより、スキンプレート７，７，７よりも後方側のクリアランス部Ｃに存在する裏込め材や土砂等を好適に洗浄・除去することができ、境界部材２０をスキンプレート５或いは拡幅部材６に的確に取り付けることができ、土砂、水或いは裏込め材の侵入防止機能を確保することができるので、トンネルの築造を容易として、工期の短縮及び工費の節減を図ることができる。
【００７７】
また、外側洗浄用セグメント１１Ａにおいては、内周側からガイド溝１５まで貫通し、洗浄用ホース５０を内周側からガイド溝１５へと挿通させる貫通孔１６を形成している。このように、広いスペースを確保できるトンネル覆工体の内周側からガイド溝まで洗浄用ホースを挿通させることができるようにしているので、高圧水を送水するための送水手段（高圧水供給ポンプ等）として大型のものを用いることができるとともに、簡易な構成として、スキンプレート５及びクリアランス部Ｃを的確に洗浄することができ、トンネルの築造をより容易とすることができる。
【００７８】
更に、ガイド溝１５の断面形状を、半円よりも大きい中心角を有する円弧形状としている。このため、一般的に用いられている断面略円形状のホースを、洗浄用ホースとして好適に挿通させることができるとともに、洗浄用ホースがガイド溝から外れることを的確に防止することができ、洗浄用ホース５０をガイド溝１５内で的確に移動させることができる。また、円弧形状としているので、応力集中が生じ易い角隅部を有することなく、外側洗浄用セグメント１１Ａ，１１Ｂの強度をより高めて、セグメントリング１１の耐圧性、耐久性を高めることができる。
【００７９】
更に、外側に向けて出没可能とされ、突出した際にスキンプレート５と当接してクリアランス部Ｃをシールするシール部材１３を、ガイド溝１５よりも前方の外周側に設けるようにしているので、洗浄された直後のクリアランス部Ｃを的確にシールすることができる。
【００８０】
更に、本実施形態に係るトンネル築造方法においては、外側洗浄用セグメント１１Ａ，１１Ｂをテールパッキン７，７，７よりも前方側に組み立ててセグメントリング１１を覆工し、テールパッキン７，７，７がガイド溝１５を通過した後に、内周側から洗浄用ホース５０，５０をガイド溝１５内に挿通してこのガイド溝１５内で移動させながら、高圧水を洗浄用ホース５０，５０内に送水して、噴射ノズル５３ｂ，５３ｃからジェット水流ｗｊとして外側に向けて噴射させ、最後尾のテールパッキン７よりも後方側のスキンプレート５及びクリアランス部Ｃを洗浄するようにしている。そのため、テールパッキン７よりも後方の裏込め材や土砂等を好適に除去して、シール部材１３及び境界部材２０をスキンプレート５に押圧して的確にシールすることができ、標準トンネルの築造から拡幅トンネルの築造へと連続して速やかに移行させることができる。これにより、地山Ｇが軟弱であって裏込め材を用いる必要がある場合であっても、標準トンネル及び拡幅トンネルの双方を好適に築造していくことができる。
【００８１】
また、テールパッキン７，７，７がガイド溝１５を通過する前に、洗浄用ホース５０を前記セグメントの内周側からガイド溝内に予め挿通させておき、テールパッキン７，７，７がガイド溝１５を通過した後に、洗浄用ホース５０，５０を該ガイド溝内で移動させながら、高圧水を洗浄用ホース５０，５０内に送水して、噴射ノズル５３ｂ，５３ｃからジェット水流ｗｊとして外側に向けて噴射させ、最後尾のテールパッキン７よりも後方側のスキンプレート５及びクリアランス部Ｃを洗浄するようにしてもよい。このようにすれば、テールパッキン７の通過時において、ガイド溝１５内は洗浄用ホース５０，５０で埋まっているので、ガイド溝１５内に裏込め材Ｆ等が詰まるることを的確に抑制することができ、洗浄用ホース５０，５０の移動をより簡易且つ的確に行うことができる。そのため、例えば裏込め材Ｆの注入圧力が高い場合や、短時間で固化するおそれがある場合等であっても、標準トンネルの築造から拡幅トンネルの築造へと連続して速やかに移行させることができる。
【００８２】
なお、上記実施形態においては、６つの外側洗浄用セグメントによって１つのセグメントリングを構成するようにしているが、これに限定されるものではなく、セグメントリングを構成するために必要な外側洗浄用セグメントの数、大きさ或いは形状は適宜変更が可能である。
また、セグメントリング１つ当たりに２つの貫通孔を設けるようにしているが、これに限定されるものではなく、セグメントリング１つ当たりに設ける貫通孔の数は適宜変更が可能である。
【００８３】
更に、上記実施形態においては、外周側に洗浄用ホース５０を挿通可能な外側洗浄用セグメントを用いるようにしているが、洗浄用ホース５０と作用・機能が共通する手段を一体的に備えた構成の外側洗浄用セグメントを用いるようにしてもよい。このような外側洗浄用セグメントの２つの例を、図１４及び図１５に各々示す。
【００８４】
先ず第１の例として、図１４（ａ）及び（ｂ）には、１つの外側洗浄用セグメント（セグメント）１１Ｃと５つの外側洗浄用セグメント（セグメント）１１Ｄとの計６つがスキンプレート５の内周側に組み立てられて、トンネル覆工体の一部をなす円形環状のセグメントリング（符号１１Ｘ）が構築された状態を示している。これらの図に示すように、外側洗浄用セグメント１１Ｄは、セグメント本体１２Ａの外周側に形成されジェット水流（高圧水）ｗｊを外側に向けて噴射する多数の噴射ノズル６１と、セグメント本体１２Ａに埋設されて噴射ノズル６１へと高圧水を送水する送水管６２と、を備えた構成となっている。また外側洗浄用セグメント１１Ｃは、内周側から送水管６２へと連通する連通孔６３を、外側洗浄用セグメント１１Ｄに付加した構成となっている。つまり、外側洗浄用セグメント１１Ｃと１１Ｄとは、連通孔６３を有するか否かという点以外は、互いに同一の構成となっている。
【００８５】
これら外側洗浄用セグメント１１Ｃ，１１Ｄの、噴射ノズル６１よりも前方の外周側には、シール部材が設けられている。このシール部材の構成は、上記外側洗浄用セグメント１１Ａ，１１Ｂにおけるシール部材１３と同一であるため、図示及び説明は省略する。
【００８６】
送水管６２は、外周側の長手方向の略全域にわたって多数の孔が形成されている断面略円形状の配管であって、セグメント本体１２Ａにその周方向に沿って各々埋設されている。各々の送水管６２の周方向両端部は開口されており、各々の送水管６２は、隣接する外側洗浄用セグメント１１Ｃ又は１１Ｄの送水管６２と互いに連通するようになっている。すなわち、連結された６つの送水管６２によって、セグメントリング１１Ｘ内には、高圧水を周回させる環状の高圧水流路が形成されている。
そして、噴射ノズル６１は、送水管６２の各々の孔と連通するように形成されている。
【００８７】
外側洗浄用セグメント１１Ｃには、内周側から送水管６２へと連通する連通孔６３が形成されており、この連通孔６３は、高圧水供給ポンプ７１に連結されている。すなわち、高圧水供給ポンプ７１から供給された高圧水は、連通孔６３から各々の送水管６２内へと送水され、水圧・水量等がほぼ均一となったジェット水流ｗｊが、セグメントリング１１Ｘの外周側全周にわたってほぼ同時に噴射される。
【００８８】
このように、セグメント本体１２Ａに噴射ノズル６１と送水管６２とを一体に設けて、外側セグメント１１Ｃ，１１Ｄとしているので、別途洗浄用ホース等を用いることなく、高圧水の噴射を容易にできる。これにより、クリアランス部Ｃに詰まったりスキンプレート５内周側に付着している裏込め材や土砂等を、容易且つ的確に短時間で除去することができ、工期をより短縮化することができる。
また、噴射ノズル６１よりも前方側にシール部材１３を設けるようにしているので、上記外側洗浄用セグメント１２Ａ，１２Ｂと同様に、洗浄された直後のクリアランス部Ｃを的確にシールすることができる。
【００８９】
更に、これら外側洗浄用セグメント１１Ｃ，１１Ｄを用いることとすれば、セグメントリング１１Ｘの外周側全周にわたってほぼ同時にジェット水流ｗｊを噴射させることができる。そのため、シールド掘削機１を順次掘進させていくだけで、テールパッキン７よりも後方側のスキンプレート５及びクリアランス部Ｃを的確に洗浄することができるので、洗浄用ホースを挿通、移動させるための労力やコストを不要とでき、洗浄時間の短縮化、ひいては工期の短縮化を図ることができる。
【００９０】
次に第２の例として、図１５には、６つの外側洗浄用セグメント（セグメント）１１Ｅがスキンプレート５の内周側に組み立てられて、トンネル覆工体の一部をなす円形環状のセグメントリング（符号１１Ｙ）が構築された状態を示している。これらの図に示すように、外側洗浄用セグメント１１Ｅは、セグメント本体１２Ｂの外周側に形成されジェット水流（高圧水）ｗｊを外側に向けて噴射する多数の噴射ノズル６１Ｂと、セグメント本体１２Ｂに埋設されて噴射ノズル６１へと高圧水を送水する送水管６２Ｂと、内周側から送水管６２Ｂへと連通する連通孔６３Ｂと、を備えた構成となっている。
【００９１】
この外側洗浄用セグメント１１Ｅの噴射ノズル６１Ｂよりも前方の外周側には、シール部材が設けられている。このシール部材の構成は、上記外側洗浄用セグメント１１Ａ，１１Ｂにおけるシール部材１３と同一であるため、図示及び説明は省略する。
【００９２】
送水管６２Ｂは、外周側の長手方向の略全域にわたって多数の孔が形成されている断面略円形状の配管であって、セグメント本体１２Ｂにその周方向に沿って各々埋設されている。各々の送水管６２Ｂの周方向両端部は閉塞されており、各々の送水管６２Ｂは、隣接する外側洗浄用セグメント１１Ｅの送水管６２Ｂとは分離され、互いに独立するようになっている。すなわち、これら６つの送水管６２Ｂによって、セグメントリング１１Ｙ内には６つに区分された高圧水流路が形成され、これら区分された範囲毎に独立してジェット水流ｗｊを噴射させることができるようになっている。
そして、噴射ノズル６１Ｂは、送水管６２Ｂの各々の孔と連通するように形成されている。
【００９３】
各々の外側洗浄用セグメント１１Ｅには、内周側から送水管６２Ｂへと連通する連通孔６３Ｂが形成されている。これら各々の連通孔６３Ｂは、接続ホース７３及び切換バルブ７２を介して、高圧水供給ポンプ７１と接続されている。
切換バルブ７２は、高圧水供給ポンプ７１と６本の接続ホース７３との間で高圧水流路を切り換えて、選択した１又は２以上の接続ホース７３のみに高圧水を送水させるものである。すなわち、切換バルブ７２によって、セグメントリング１１Ｙのうちで、ジェット水流ｗｊを噴射させる範囲を切り換えていくことができる。
【００９４】
図１５の例においては、６つの外側洗浄用セグメント１１Ｅのうちの１つにのみ高圧水を送水して、この外側洗浄用セグメント１１Ｅの噴射ノズル６１Ｂからジェット水流ｗｊ噴射させて、その外側のスキンプレート５及びクリアランス部Ｃを洗浄している。この外側洗浄用セグメント１１Ｅの外側の洗浄が終了したら、切換バルブ７２を切り換えて、他の外側洗浄用セグメント１１Ｅの外側を洗浄する。時計回り又は反時計回りに隣接する外側洗浄用セグメント１１Ｅに順次高圧水を送水していけば、セグメントリング１１Ｙの外側を、全周の１／６の範囲づつを順次洗浄していくことができる。
なお、同時に２以上の外側洗浄用セグメント１１Ｅに高圧水を送水して、一度に洗浄できる範囲を拡大するようにしてもよい。
【００９５】
このように、セグメント本体１２Ｂに噴射ノズル６１Ｂと送水管６２Ｂとを一体に設けて、外側セグメント１１Ｅとしているので、別途洗浄用ホース等を用いることなく、高圧水の噴射を容易にできる。これにより、クリアランス部Ｃに詰まったりスキンプレート５内周側に付着している裏込め材や土砂等を、容易且つ的確に短時間で除去することができ、工期をより短縮化することができる。
また、噴射ノズル６１Ｂよりも前方側にシール部材１３を設けるようにしているので、洗浄された直後のクリアランス部Ｃを的確にシールすることができる。
【００９６】
また、この外側洗浄用セグメント１１Ｅを用いることとすれば、セグメントリング１１Ｙの外周のうちで洗浄する範囲を順次切り換えていくことができる。すなわち、セグメントリングの全周にわたって高圧水を噴射しないので、噴射ノズルからのジェット水流の水圧が低下するおそれを抑制することができる。そのため、高圧水供給ポンプ７１の出力があまり大きくなくても使用することができ、高圧水供給ポンプ７１として幅広い種類のポンプを使用可能とできるので、更に工費の節減を図ることができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るセグメントにおいては、上記の如き構成を採用しているので、外側を洗浄して裏込め材等を的確に除去することができ、トンネルの築造を容易として、工期の短縮及び工費の節減を図ることができるセグメントを提供することができる。
そして、こうしたセグメントを用いて、標準トンネルと拡幅トンネルとを好適に築造することができ、工期の短縮及び工費の節減を図ることができるトンネル築造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るセグメントによって構成されたセグメントリングを示す図であって、（ａ）は正面から見た縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図２】図１に示したセグメントリングを背面から見た縦断面図である。
【図３】図１に示したセグメントリングに洗浄用ホースを挿通させている状態を示す部分拡大図であって、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図４】図１に示したセグメントリングに洗浄用ホースを挿通させている状態を示す部分拡大図であって、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図５】本発明に係るトンネル築造方法の一実施形態を示す図であって、（ａ）は標準トンネル築造工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図６】同じく、標準トンネル拡幅工程を示す部分断面図である。
【図７】標準トンネル拡幅工程において、スキンプレート及びクリアランス部を洗浄する様子を（ａ）〜（ｃ）の順に示す横断面図である。
【図８】標準トンネル拡幅工程において、洗浄用ホースがガイド溝内を移動する様子を（ａ）〜（ｃ）の順に示す縦断面図である。
【図９】同じく、（ａ）は標準トンネル拡幅工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図１０】同じく、（ａ）は標準トンネル拡幅工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図１１】同じく、（ａ）は標準トンネル拡幅工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図１２】同じく、（ａ）は標準トンネル拡幅工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図１３】同じく、（ａ）は拡幅トンネル築造工程を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るセグメントの他の例によって構成されたセグメントリングを示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係るセグメントの更に他の例によって構成されたセグメントリングを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１シールド掘削機
５スキンプレート
７テールパッキン（テールシール）
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ外側洗浄用セグメント（セグメント）
１１，１１Ｘ，１１Ｙセグメントリング
１２，１２Ａ，１２Ｂセグメント本体
１３シール部材
１５ガイド溝
１６貫通孔
５０，５０Ｂ洗浄用ホース
５３ａ，５３ｂ，５３ｃ噴射ノズル
６１，６１Ｂ噴射ノズル
６２，６２Ｂ送水管
６３，６３Ｂ連通孔
Ｃクリアランス部
Ｆ裏込め材
ｗｊ，ｗｊ₁，ｗｊ₂，ｗｊ₃ ジェット水流（高圧水）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a segment capable of cleaning an outer skin plate and the like, and a tunnel construction method using the same.
[0002]
[Prior art]
In a general shield method, a propulsion device such as a pressure jack provided on a shield excavator is used to press the segment rings that are sequentially lined backwards, and the reaction force is used as the thrust of the shield excavator to dig. While building a shield tunnel. Such shield tunnels are becoming increasingly important especially in the construction of tunnels such as roads and railways in urban areas, and further long-distance excavation and deepening are required.
Shield tunnels often require a partially widened tunnel along the way. For example, in the case of a railway tunnel such as a subway, a station portion must be provided every 500 m to 1000 m, and in the case of a road tunnel, an emergency parking zone must be provided about every 500 m.
Conventional methods for building widened sections in tunnels include excavation methods, methods for excavating and lining the widened pits by partially removing segments after building a standard mine shield tunnel with a predetermined cross section, or for widened pits only. A construction method using a shield excavator was implemented.
[0003]
The open-cut method has a large impact on the surrounding environment, such as occupying the land for a long period of time, and the construction becomes very large. Moreover, in the construction method in which the segment is partially removed after the shield tunnel is built and the widening pit is excavated and covered, it is wasteful to remove the once covered segment, and ground improvement against soil pressure is required. Furthermore, in the construction method using the shield excavator dedicated to the widening pit, operations such as disassembly, transportation and assembly of the shield excavator must be accompanied. As described above, the conventional method requires a great deal of labor and cost and leads to a prolonged construction period.
[0004]
For this reason, recently, a copy excavator that can be expanded and reduced is provided on the shield excavator, and the side of the skin plate of the shield excavator is widened to simultaneously excavate and cover the standard and widening pits ( Tunnel construction method) is being attempted. Such a tunnel construction method, as proposed by the inventors of the present application in Japanese Patent Application No. 2001-40252, widens / reduces the side portion of the skin plate and, on the inside thereof, a standard mine segment and a widening mine. Assembling the segments for building a tunnel lining body, the standard tunnel and widening tunnel will be built.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In this tunnel construction method, a boundary member having a special shape is used in order to seal between the standard tunnel and the widening tunnel so as to prevent intrusion into the segment such as earth and sand or water. This boundary member is attached when the skin plate is widened. The boundary member is fixed to the end portion of the standard tunnel, and is fixed to the rear inner surface side of the skin plate side portion and slides with the first partition plate. And a second partition plate. As described above, the first partition plate and the second partition plate slide in close contact with each other, so that the seal can be accurately performed.
[0006]
Before the boundary member is attached, it is necessary to temporarily seal the inside of the skin plate to prevent intrusion of earth and sand, water, etc., but problems arise when using a backfill material or the like. When the natural ground is soft, it is often necessary to inject and fill backfilling material between the natural ground and the tunnel lining body to prevent loosening of the ground due to the fall of the natural ground. However, if such a backfilling material or the like remains around the inside of the skin plate, a member for sealing (seal member) cannot be sufficiently pressed inside the skin plate. That is, foreign matter exists inside the skin plate, and sealing cannot be performed accurately.
Therefore, it is necessary to remove the backfilling material before curing, but such backfilling material exists in a narrow part between the skin plate inner periphery side and the segment outer periphery side, so it is removed by human power etc. This requires very difficult work, and requires a great deal of labor, cost and time. As a result, the construction period is prolonged or the construction cost is increased, and improvement has been demanded.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to clean the outside and accurately remove the backfilling material, etc., to facilitate the construction of the tunnel, to shorten the construction period and to reduce the construction cost. It is an object to provide a segment that can be used and a tunnel construction method using the segment.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
 According to the first aspect of the present invention, the cylindrical skin plate provided behind the shield excavator is formed in a cylindrical shape while forming a predetermined clearance portion between the inner side of the skin plate and the inner side of the skin plate. A segment that is assembled and forms a tunnel lining body, in which high pressure water is sprayed outward from a spray nozzle and a cleaning hose that cleans the skin plate and the clearance portion is inserted, and the cleaning hose That guide grooves are formed along the circumferential direction on the outer periphery side.BasicAnd
[0009]
In this way, a guide groove that guides the cleaning hose along the circumferential direction on the outer peripheral side is formed, and the skin plate and the clearance portion can be cleaned by spraying high-pressure water toward the outside. The backfilling material, earth and sand, etc. that are clogged in the clearance part or adhered to the inner peripheral side of the skin plate can be accurately removed.
[0010]
 In particular, the invention of claim 1A through hole that penetrates from the inner peripheral side to the guide groove and through which the cleaning hose is inserted from the inner peripheral side into the guide groove is formed.
[0011]
As described above, since the washing hose can be inserted from the inner peripheral side of the tunnel lining body that can secure a wide space to the guide groove, as a water supply means (pump, etc.) for supplying high-pressure water A large-sized one can be used, and as a simple configuration, the skin plate and the clearance portion can be cleaned accurately.
[0012]
 Furthermore, the invention of claim 1The cross-sectional shape of the guide groove is an arc shape having a central angle larger than a semicircle.As described above, protrusions for preventing the cleaning hose from falling off are formed on both sides on the outer peripheral side of the guide groove.It is characterized by that.
[0013]
 Thus, since the cross-sectional shape of the guide groove is an arc shape having a central angle larger than a semicircle, a generally used hose having a substantially circular cross section is preferably inserted as a cleaning hose. As well asDepending on the protrusionIt is possible to accurately prevent the cleaning hose from coming off the guide groove.
 Moreover, since it is made into the circular arc shape, the strength of the segment can be further increased without having a corner portion where stress concentration is likely to occur.
[0014]
 Claim 2The invention described inClaim 1A seal member that is capable of protruding and retracting outward and seals the clearance portion by contacting the skin plate when protruding is provided on the outer peripheral side in front of the guide groove. It is characterized by.
[0015]
As described above, since the seal member is provided in front of the guide groove, the clearance portion immediately after being cleaned can be accurately sealed.
[0016]
 Claim 3In the invention described in the above, the cylindrical skin plate provided at the rear of the shield excavator is sequentially assembled into a cylindrical shape while forming a predetermined clearance portion with the inner peripheral side of the skin plate. A segment that forms a tunnel lining body, and is formed on the outer peripheral side, and is provided with an injection nozzle that injects high-pressure water outward, and a water supply pipe that supplies high-pressure water to the injection nozzle. It is characterized by being.
[0017]
As described above, since the injection nozzle and the water supply pipe are integrally provided in the segment, the injection of high-pressure water can be facilitated, and the backfilling material clogged in the clearance portion or adhered to the inner peripheral side of the skin plate Earth and sand can be easily and accurately removed in a short time.
[0018]
 Claim 4The invention described inClaim 3It is a segment as described above, Comprising: The communicating hole which is connected to the said water supply pipe from the inner peripheral side and supplies high pressure water to the said water supply pipe is provided.
[0019]
In this way, high-pressure water can be fed from the inner periphery side of the tunnel lining body that can secure a wide space, so a large-sized water feeding means (pump, etc.) for feeding high-pressure water is used. While being able to be used, as a simple structure, the skin plate and the clearance portion can be cleaned accurately.
[0020]
 Claim 5The invention described inClaim 3 or claim 4A seal member that is capable of protruding and retracting toward the outside and that seals the clearance portion by contacting the skin plate when protruding is provided on the outer peripheral side in front of the injection nozzle. It is characterized by.
[0021]
Thus, since the sealing member is provided in front of the injection nozzle, the clearance portion immediately after being cleaned can be accurately sealed.
[0022]
 Claim 6According to the invention described in the above, the segments are sequentially assembled into a cylindrical shape while forming a predetermined clearance portion inside the cylindrical skin plate provided behind the shield excavator and between the inner peripheral side of the skin plate. In the tunnel construction method in which the tunnel lining body is constructed and the shield excavator is advanced while sealing the clearance portion with a tail seal attached to the inner peripheral side of the skin plate.Claim 1 or claim 2The segment is assembled in front of the tail seal, and after the tail seal has passed through the guide groove, the cleaning hose is inserted into the guide groove from the inner peripheral side of the segment. While moving in the groove, the high pressure water is fed into the washing hose and sprayed outward from the spray nozzle to clean the skin plate and the clearance portion behind the tail seal. Features.
[0023]
 Also,Claim 7According to the invention described in the above, the segments are sequentially assembled into a cylindrical shape while forming a predetermined clearance portion inside the cylindrical skin plate provided behind the shield excavator and between the inner peripheral side of the skin plate. In the tunnel construction method in which the tunnel lining body is constructed and the shield excavator is advanced while sealing the clearance portion with a tail seal attached to the inner peripheral side of the skin plate.Claim 1 or claim 2Assembling the segment as described above in front of the tail seal, and before the tail seal passes through the guide groove, the cleaning hose is inserted in advance into the guide groove from the inner peripheral side of the segment. After the tail seal has passed through the guide groove, high-pressure water is fed into the washing hose and jetted outward from the jet nozzle while moving the washing hose in the guide groove. The skin plate and the clearance portion on the rear side of the tail seal are washed.
[0024]
 By such a tunnel construction method,Claim 1 or claim 2The backfilling material, earth and sand, etc. clogged in the clearance part or adhering to the inner peripheral side of the skin plate can be accurately removed.
[0025]
 Claim 8According to the invention described in the above, the segments are sequentially assembled into a cylindrical shape while forming a predetermined clearance portion inside the cylindrical skin plate provided behind the shield excavator and between the inner peripheral side of the skin plate. In the tunnel construction method in which the tunnel lining body is constructed and the shield excavator is advanced while sealing the clearance portion with a tail seal attached to the inner peripheral side of the skin plate.Any one of claims 3-5Assembling the segment as described above on the front side of the tail seal, and after the tail seal has passed through the injection nozzle, the high pressure water is supplied from the inner peripheral side of the segment into the water supply pipe. Injecting toward the outside, the skin plate and the clearance portion on the rear side of the tail seal are washed.
[0026]
 By such a tunnel construction method,Any one of claims 3-5The backfilling material, earth and sand, etc. clogged in the clearance part or adhering to the inner peripheral side of the skin plate can be accurately removed.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, an embodiment of a segment according to the present invention will be described with reference to FIGS. Hereinafter, the segment according to the present invention is referred to as an “outside cleaning segment” in order to distinguish it from a segment having a normal configuration.
[0028]
1 (a), 1 (b) and FIG. 2, a total of six of two outer cleaning segments (segments) 11A and four outer cleaning segments (segments) 11B are assembled, A state in which a part of a circular annular segment ring (reference numeral 11) is constructed is shown. As shown in these drawings, the outer cleaning segment 11B includes a seal member 13 and a guide groove 15 for guiding a later-described cleaning hose on the outer peripheral side of the segment body 12. Further, the outer cleaning segment 11A has a configuration in which a through hole 16 penetrating from the inner peripheral side to the outer peripheral side is added to the outer cleaning segment 11B. That is, the outer cleaning segments 11 A and 11 B have the same configuration except that the through holes 16 are provided.
[0029]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the seal member 13 is provided around the front side of the segment body 12 on the outer peripheral side of the outer cleaning segments 11A and 11B, and has a plurality of diameter-enlarged packings 13a. And a plurality of bolts 13b as pressing members that press the expanded packing 13a outward.
[0030]
The expanded-diameter packing 13a is a substantially flat plate-like member, and is attached to the outer peripheral side of the segment main body 12 so that the front side of each can be rotated outward, and the rear side of each is the segment main body 12 It is possible to approach / separate, that is, it can appear and move outward.
The bolts 13b are provided in the same number as the diameter-enlarged packing 13a, and are screwed into screw holes that penetrate from the inner periphery side to the outer periphery side of the segment body 12, and press the diameter-enhanced packing 13a at the tip portion. Is. An elastic body 13r is attached to a portion of the bolt 13b on the tip side where the expanded diameter packing 13a is pressed. If the expanded diameter packing 13 is pressed by rotating the bolt 13b, the expanded diameter packing 13a is moved to the outer peripheral side. The outer peripheral side of the segment ring 11 can be expanded in diameter. When the diameter is expanded, as shown in FIG. 1B, the outer peripheral side of the segment ring 11 and the inner peripheral side of the skin plate 5 are brought into contact with the inner peripheral side of the skin plate 5 (details will be described later) of the shield excavator. And seal the clearance.
[0031]
When assembling the outer cleaning segments 11A and 11B, the respective bolts 13b are retracted to the inside of the segment main body 12 to store the expanded diameter packing 13a, and the outer peripheral surface of the segment main body 12 and the outer surface of the expanded diameter packing 13a are Make sure they are almost flush with each other.
In addition, as a press member, it is not limited to a volt | bolt, For example, the tube-shaped thing which swells by filling with a fluid may be sufficient. Alternatively, the sealing member 13 itself may be tubular and filled with fluid.
[0032]
In these outer cleaning segments 11A and 11B, a cleaning hose, which will be described later, is inserted on the outer peripheral side of the segment body 12 behind the seal member 13, and this cleaning hose is guided along the circumferential direction on the outer peripheral side. Guide grooves 15 are respectively formed. Both end portions in the circumferential direction of each guide groove 15 are opened, and each guide groove 15 communicates with the guide groove 15 of the adjacent outer cleaning segment 11A or 11B. That is, the cleaning hose can be guided over the entire circumference of the segment ring 11 by the six guide grooves 15 connected.
[0033]
The cross-sectional shape of the guide groove 15 is an arc shape having a central angle larger than a semicircle. That is, the virtual center O shown in FIG. 1B is located on the inner side of the outer peripheral surface, and the central angle is larger than 180 °. By doing so, protrusions 15 a and 15 a are formed on both sides on the outer peripheral side of the guide groove 15 so that the cleaning hose can be prevented from coming off from the guide groove 15 accurately. Moreover, since it has a cross-sectional arc shape, it does not have a corner portion where stress concentration is likely to occur, and the strength of the outer cleaning segments 11A and 11B can be further increased.
[0034]
A through hole 16 is formed in the outer cleaning segment 11A. The through-hole 16 is formed obliquely from the inner peripheral side of the outer cleaning segment 11A to the guide groove 15 so as to be continuous in a smooth circular arc so that the cleaning hose can be guided easily and accurately. It can be inserted into the groove 15. In the segment ring 11, the pair of outer cleaning segments 11 A are arranged so as to be symmetric with respect to a point, so that the pair of cleaning hoses circulate around each half of the circumference and the segment ring 11 circulates. Can do.
When the cleaning hose is actually inserted and used, a seal packing 16p that seals between the cleaning hose and the through hole 16 is provided inside the through hole 16 as shown in FIGS. It is attached to. This is to prevent dirt, water, backfilling material and the like outside the segment ring 11 from entering the inner peripheral side of the segment ring 11.
[0035]
As shown in FIG. 3, the cleaning hose 50 is inserted into the guide groove 15 through the through hole 16 from the inner peripheral side, and injects a jet water flow toward the outer side. And a nozzle head 52 provided on the tip end side of the hose body 51.
The hose body 51 is a hose having a generally circular cross section that is generally used, and has a size that fits in the guide groove 15. The base end side of the hose body 51 is connected to a high-pressure water supply pump (not shown) provided inside the segment ring 11.
[0036]
An injection nozzle 53a is formed on the front side of the nozzle head 52, and injection nozzles 53b and 53c are formed on the outer peripheral side. The high-pressure water flowing from the high-pressure water supply pump into the hose body 51 is a jet water stream. Are injected in three directions. That is, from the injection nozzle 53a to the guide groove 15 on the front side of the nozzle head 52, from the injection nozzle 53b to the outside substantially orthogonal to the extending direction of the guide groove 15, and from the injection nozzle 53c to the outside obliquely rearward, respectively. Jet water flow (high pressure water) wj₁, Wj₂, Wj_ThreeIs injected. Jet water flow wj₁As a result, the backfill material and earth and sand in the guide groove 15 are removed and the jet water flow wj₂, Wj_ThreeThus, the backfilling material, earth and sand, etc. outside the segment ring 11 are removed. Jet water flow wj_ThreeHowever, the nozzle head 52 can be easily sent out to the front side in the guide groove 15 by the reaction force by being jetted to the oblique rear side in the extending direction of the cleaning hose 50. Yes.
[0037]
On the outer peripheral surface side of the nozzle head 52, a detent 54 that protrudes outward is formed so as to fit between the protrusions 15a-15a. By providing this detent 54, the nozzle head 52 is accurately prevented from rotating around the virtual center O, and the jet water flow wj₂, Wj_ThreeIs accurately jetted toward the outside.
[0038]
A cleaning hose 50B as a modification of the cleaning hose 50 is shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). The cleaning hose 50B includes a hose body 51B and a nozzle head 52B provided on the distal end side of the hose body 51B, and the basic configuration is the same as that of the cleaning hose 50. The cleaning hose 50 B has a substantially circular shape with a larger cross section as compared with the cleaning hose 50, and a part thereof protrudes from the guide groove 15.
[0039]
The nozzle head 52 B has an elliptical cross-section that is slightly vertically long, and the top on the outer peripheral side protrudes from the guide groove 15. In the nozzle head 52B, similarly to the nozzle head 52, injection nozzles 53a, 53b, and 53c are respectively formed. The high-pressure water flowing from the high-pressure water supply pump into the hose body 51B is jet water flow wj.₁, Wj₂, Wj_ThreeAre injected in three directions.
Further, at the position near the top protruding from the guide groove 15, a detent 54 B made of a protruding portion protruding on both sides is formed. These detents 54B press the protrusions 15a, 15a from the outside, so that the nozzle head 52B is accurately prevented from rotating around the virtual center O, and the jet water flow wj₂, Wj_ThreeIs accurately jetted toward the outside.
[0040]
Thus, since the outer peripheral surface side of the guide groove 15 is opened, even a hose having a size that does not completely fit in the guide groove 15 can be used like the hose body 51B. That is, it is possible to use any type of cleaning hose, such as the cleaning hose 50 having a size that can be almost completely accommodated in the guide groove 15 or the cleaning hose 50B having a size that does not fit in the guide groove 15.
[0041]
Next, a tunnel construction method using the outer cleaning segments 11A and 11B will be described with reference to FIGS. This tunnel building method is a method of continuously building a standard tunnel having a standard cross-sectional area and a widened tunnel in which the standard tunnel is partially widened.
[0042]
First, the shield excavator used in this tunnel construction method will be described.
As shown in FIGS. 5 and 6, the shield excavator 1 includes a cutter 2 that is supported by a front portion of the shield body 3 and advances a standard well and a widening shaft having a predetermined cross-sectional area, and an outer portion of the shield body 3. A cylindrical skin plate 5 and a widening member 6 (described later) provided on the skin plate 5.
[0043]
The cutter 2 has a substantially disk shape and includes a cutter head 2a that is rotatably supported by the cutter head support 4, and an overcutter device 2b that can be projected and retracted from the cutter head 2a.
The cutter head 2a has a substantially disk shape and is rotatably provided at the front portion of the shield body 3 in the digging direction. The cutter head 2a is configured to dig a standard mine in the natural ground G by rotating a cutter bit (not shown) provided at the tip. In the front surface of the cutter head 2a, a hole (not shown) for taking the excavated earth and sand of the standard mine into the shield body 3 is provided.
Here, the “standard mine” refers to a mine that is dug only by the cutter head 2a and has a cross-sectional area substantially the same as the outer diameter of the cutter head 2a. In the mine, the standard mine may be dug using an overcutter device. That is, regardless of the cross-sectional shape, a mine that does not project a widening member is a “standard mine”. A standard tunnel will be built in this standard mine.
[0044]
The cutter head 2a incorporates an overcutter device 2b that can be projected and retracted in a direction in which the standard mine is widened from the outer side, that is, in a direction substantially orthogonal to the digging direction. The over cutter device 2b has a rod shape, and is immersed in the cutter head 2a when only the standard mine is advanced. When excavating the widening pit, it protrudes from the cutter head 2a, rotates around the axis in the protruding direction, and can be excavated by a cutter bit (not shown) provided on the outer peripheral surface thereof.
Here, the “widening pit” refers to a pit that has been excavated using both the cutter head 2a and the overcutter device 2b, that is, a pit that projects the widening member. In addition, the excavation of the widened portion of the widening pit is not limited to the overcutter device of the cutter head, and it is a matter of course that the widened portion may be excavated by an excavator provided in addition to the cutter head.
[0045]
The skin plate 5 is a cylindrical band whose outer shape and cross-sectional area are substantially the same as the shield body 3, and tunnel lining bodies are sequentially built inside by a segment ring constructed by assembling the segments. It will be done. The “segment” refers to a standard well segment, an outer cleaning segment, and a widening well segment, which will be described later. In addition, injection holes that penetrate from the inner peripheral surface side to the outer peripheral surface side are formed as the standard well segment and the widening shaft segment, and backfilling material (described later) can be injected from the inner peripheral side to the outer peripheral side. It shall be used also. The outer cleaning segment has substantially the same outer shape and size as the standard well segment, and is a kind of standard well segment.
[0046]
A plurality of pressing jacks (not shown) are provided in the circumferential direction inside the skin plate 5 behind the shield body 3. This pressing jack presses the segment rings that are sequentially built inside the skin plate 5 by expanding and contracting in the direction of the digging axis, and digs the shield excavator 1 by the reaction force.
[0047]
Further, a tail packing (tail) that seals the clearance C between the inner peripheral side of the skin plate 5 and the outer peripheral side of the segment ring is pressed against the outer peripheral surface of the segment ring on the rear side of the inner side of the skin plate 5. Seals 7, 7, and 7 are attached. The tail packings 7, 7, and 7 move while sealing the clearance portion C by sliding with the outer peripheral side of the segment ring as the shield excavator 1 advances. Therefore, the earth, sand, water, backfilling material, etc. existing between the standard pit or widening pit and the segment ring can be prevented from entering the inside of the skin plate 5. Here, the tail packing 7 is provided in three stages, but depending on the degree of pressure of the earth and sand, water, or the backfilling material applied to the shield excavator 1, the number of stages may be changed as appropriate. .
Further, a lubricant injection mechanism (not shown) is provided together with the tail packings 7, 7, and 7. A lubricant such as grease is injected into the sliding portion so that the tail packings 7, 7, and 7 are smoothly slid. It can be moved.
[0048]
As shown in FIG. 11 (c) or FIG. 12 (b), the widening member 6 includes a side plate 6a and an upper plate 6b provided so as to be continuous with the upper and lower edges of the side plate 6a. And a lower plate 6c and a front plate 6d provided so as to be continuous with the front side edge of the side plate 6a.
The side plate 6a is substantially flush with the skin plate 5 to form a part of the skin plate 5 when excavating only the standard well, and the outer side of the skin plate 5 when excavating the widening shaft. It protrudes in the direction and is arranged substantially parallel to the skin plate 5. That is, as shown in FIGS. 5 and 6, when the standard mine is dug, the widening member 6 is not assembled and the side plate 6 a is integrated with the skin plate 5.
[0049]
The upper plate 6b and the lower plate 6c are provided so as to continue to the upper edge and the lower edge of the side plate 6a protruding from the skin plate 5 when the widening pit is dug, respectively. The upper and lower edges and the skin plate 5 are connected. The upper plate 6b and the lower plate 6c are slightly shorter on the rear end side than the side plate 6a. Further, the front plate 6d is provided so as to continue to the front side edge of the side plate 6a protruding from the skin plate 5 when the widening pit is dug, and the front side edge of the side plate 6a and the skin plate 5 are provided. Are connected to each other.
The upper plate 6b, the lower plate 6c, or the front plate 6d is removed from the side plate 6a when the shield excavator 1 excavates only the standard mine, and is assembled when excavating the widening pit. It is supposed to be.
[0050]
The tunnel building method using the shield excavator 1 includes a standard tunnel building process, a standard tunnel widening process, and a widening tunnel building process.
[0051]
First, as shown in FIG. 5, as a “standard tunnel building process”, a standard mine is excavated and a segment for a standard mine is assembled by assembling a standard mine segment in a circular ring shape inside the skin plate 5. 10 will be lined up sequentially, and a standard tunnel will be built in the standard mine. When digging the standard mine, the skin plate 5 and the side plate 6a are integrated into a substantially cylindrical shape, and the standard mine is formed while forming a predetermined clearance C between the skin plate 5 and the inner peripheral side. The segments are assembled into a cylindrical shape, and the segment ring 10 as a tunnel lining body is sequentially covered.
By sequentially pressing the segment ring 10 covered by the foremost portion with a pressing jack, the shield excavator 1 gains a driving force in the direction of excavation by the reaction force, and the shield excavator 1 excavates. . That is, as the shield excavator 1 advances, the standard mine behind it is sequentially covered by the segment ring 10, and a standard tunnel is built behind it. In addition, the segment ring 10 is assembled by appropriately using the standard well segment having the above injection hole, and a backfilling material such as mortar can be injected and filled between the standard well and the segment ring 10. Prevent loosening of the ground due to skin peeling.
[0052]
At this time, tail packing 7, 7, 7 is attached to the rear side of the skin plate 5, and slides on the outer peripheral surface of the segment ring 10. That is, the tail packings 7, 7, and 7 seal the clearance portion C between the inner peripheral side of the skin plate 5 and the outer peripheral side of the segment ring 10, and earth and sand, water, a backfilling material, etc. The shield excavator 1 is advanced while preventing intrusion into the inside.
[0053]
Next, as the “standard tunnel widening process”, the excavation of the widening pit is started so as to widen the standard tunnel, and the outer cleaning segments and the boundary members are sequentially assembled to prepare for the construction of the widening tunnel.
When starting excavation of the widening pit, as shown in FIG. 6, the overcutter device 2b protrudes from the cutter head 2a, and the widening pit is excavated on both the left and right sides of the standard pit while digging the standard pit. . At this time, the excavated soil is taken in along with the expansion of the widening pit (not shown).
[0054]
Then, the outer cleaning segments 11A and 11B are assembled as shown in FIGS. 1 and 2 as segments forming the end of the standard tunnel, and the segment ring 11 is constructed at the forefront of the standard tunnel. A segment ring 10a (shown only in FIG. 9) composed of a standard well segment is constructed at the front of the segment ring 11. This segment ring 10a has the same configuration as the segment ring 10, but uses the tail packings 7, 7, and 7 to ensure the function of preventing intrusion of earth and sand, water or backfilling material, and digging the shield excavator 1. Therefore, it is temporarily lining, not for constructing a standard tunnel. For this reason, in FIG. 9, reference numerals different from those of the segment ring 10 for configuring the standard tunnel are given.
At this time, as shown in FIG. 6, the tail packings 7, 7, 7 are located at least behind the guide groove 15 of the segment ring 11. A clearance portion C between the skin plate 5 and the segment ring 10 on the rear side of the tail packing 7, 7, 7 is filled with a backfilling material injected between the natural ground G and the segment ring 10. (Not shown).
[0055]
Enlarged views of the vicinity of the segment ring 11 are shown in FIGS. In this figure, when the backfilling material F is filled between the natural ground and the segment, the backfilling material F in the clearance portion C behind the tail packing 7 at the rear end is cleaned and removed. Show. Of the three tail packings, only the tail packing 7 located at the end is shown.
[0056]
As shown in FIG. 7A, the backfill material F is filled in the clearance portion C on the rear side of the tail packing 7 at the tail end. As long as the backfill material F or earth and sand is filled in the clearance C, the inside of the skin plate 5 can be sufficiently pressed even if the diameter expansion packing 13a of the seal member 13 is expanded as will be described later. Therefore, the sealing by the seal member 13 cannot be performed suitably. That is, it is necessary to remove the backfill material F or the earth and sand filled in the clearance portion C behind the tail packing 7 before solidification. Here, the skin plate 5 and the clearance C are cleaned using the pair of cleaning hoses 50, 50 described above.
[0057]
Before the tail packing 7 passes through the guide groove 15, at least the distal end side of the cleaning hose 50 is inserted in advance in at least the through hole 16, and the backfill material F extends from the through hole 16 to the inner peripheral side of the segment ring 11. Prevent entry. When the tail packing 7 passes through the guide groove 15, the cleaning hose 50 is sequentially sent out from the inner peripheral side of the segment ring 11 and inserted into the guide groove 15. At the same time, high-pressure water is fed into the washing hose 50 from a high-pressure water supply pump (not shown), and a jet water flow is jetted from the respective jet nozzles toward the inside and outside of the guide groove 15. 7 and 8, the jet water flow jetted outward (the jet water flow wj in FIG. 3).₂, Wj_Three) Is wj. Of course, the cleaning hose 50B may be used instead of the cleaning hose 50.
[0058]
Then, the cleaning hoses 50 and 50 are guided from the inner peripheral side of the segment ring 11 to guide the cleaning hoses 50 and 50 as shown in FIGS. Move in the groove 15. Since each of the pair of cleaning hoses 50 and 50 is moved semi-circularly around the outer circumference of the segment ring 11 in a substantially point symmetrical manner, the jet water flow wj ejected from the nozzle head 52 causes the outer side of the segment ring 11, that is, the clearance portion. C and the skin plate 5 can be cleaned all around. Thereby, the back-filling material, earth and sand, etc., which are clogged in the clearance portion C outside the guide groove 15 or attached to the inner peripheral side of the skin plate 5 can be washed over the entire circumference.
[0059]
As shown in FIG. 7 (b), the jet water flow wj injection and cleaning hoses 50, 50 shown in FIGS. 8 (a) to 8 (c) while the shield excavator 1 is advanced and the skin plate 5 is gradually advanced. Is appropriately repeated to clean the clearance C and the skin plate 5 behind the tail packing 7. By doing so, the backfilling material F, earth and sand, etc. are removed from the clearance portion C behind the tail packing 7 and the inner peripheral side of the skin plate 5, and sealing by expanding and pressing the seal member 13 is possible. It becomes.
[0060]
Before the tail packing 7 passes through the guide groove 15, the state shown in FIG. 8C, that is, the cleaning hoses 50 and 50 may be inserted into the guide groove 15 in advance. In this case, after the tail packing 7 passes through the guide groove 15, the washing hose 50 is moved from the high-pressure water supply pump while moving the washing hoses 50, 50 as shown in FIGS. , 50, high pressure water is fed into each of the nozzles, jet water flow wj is sprayed outward from each spray nozzle, and the clearance C and the skin plate 5 are washed over the entire circumference.
In this way, when the tail packing 7 passes, the guide groove 15 is filled with the cleaning hoses 50 and 50, so that the backfill material F and the like are accurately prevented from clogging in the guide groove 15. The cleaning hoses 50 and 50 can be moved more easily and accurately.
[0061]
Such cleaning may be performed while the shield excavator 1 is repeatedly advanced and stopped in small increments, or may be performed while continuously advancing at a slow speed. In the former method, the shield excavator 1 is stopped at the time of cleaning, and the operation of moving forward after the end of cleaning and positioning the next cleaning portion outside the guide groove 15 is repeated to move and clean the skin plate 5. Do it separately. In the latter method, the shield excavator 1 is continuously advanced at a low speed while the cleaning is continuously performed, and the skin plate 5 is moved and cleaned at the same time. As long as the skin plate 5 and the clearance C can be cleaned accurately, cleaning may be performed by any method depending on the situation.
[0062]
In this way, the backfill material F and earth and sand filled in the skin plate 5 and the clearance portion C are sequentially removed, and when the rear end side of the skin plate 5 reaches the position of the seal member 13, the shield excavator 1 is moved. Stop it once. At this time, as shown in FIG. 9, the tail packing 7, 7, 7 ensures a function of preventing intrusion of earth and sand, water, a backfilling material or the like between the segment ring 10 a and the skin plate 5.
[0063]
In this way, as shown in FIG. 7C, each bolt 13b of the segment ring 11 is rotated to press the expanded packing 13a, and the expanded packing 13a is projected from the segment body 12 toward the outer peripheral side. . Then, the diameter of the sealing member 13 is increased until the rear end side of the expanded diameter packing 13a is in contact with and pressed against the skin plate 5, and the clearance C is sealed. Since the function of preventing the intrusion of earth and sand, water, or the backfill material F into the skin plate 5 can be ensured, the segment ring 10a shown in FIG. 9 is disassembled and removed.
[0064]
When cleaning is completed, as shown in FIG. 7C, the cleaning hose 50 is removed from the guide groove 15 and the through-hole 16 to prevent penetration of water, earth and sand, or the backfill material F, so that it can be quickly penetrated. The hole 16 is closed. As this closing method, after removing the cleaning hose 50, a lid (not shown) may be quickly attached and fixed to the through hole 16, and a valve (not shown) is provided on the inner peripheral side of the through hole 16. ) And the valve may be closed immediately after the cleaning hose 50 is removed.
[0065]
Next, the boundary member 20 is attached to the front end side of the standard tunnel, that is, the front end side of the segment ring 11. The boundary member 20 forms a boundary between the standard tunnel and the widening tunnel, blocks the space between the skin plate 5 or the widening member 6 and the segment ring 11, and connects the segments to each other, so that earth, sand, water, backfilling material, or the like Is to prevent intrusion. It is made of a material other than the segment, that is, a metal such as steel other than concrete.
[0066]
As shown in FIGS. 11A and 11B, the boundary member 20 includes segment side partition plates 21 and 21 and upper and lower partition plates 23 and 23 which are attached and fixed to the front side portion of the segment ring 11, and these segments. The wide part partition plates 22 and 22 are provided so as to be slidable with both the side partition plates 21 and 21 and the upper and lower partition plates 23 and 23.
In addition, since the wide part parting plate 22 becomes a part to which earth pressure is applied, it is necessary to give the rigidity which can endure it. The upper and lower partition plates 23 may be attached to the widened portion partition plate as long as the widened portion partition plate is slidable, or the same thickness as that of the segment side partition plate and integrated with the segment side partition plate. May be. When this is integrated, an upper and lower partition plate having substantially the same thickness as the widened portion partition plate is separately provided.
[0067]
First, as shown in FIGS. 10A and 10B, the segment side partition plates 21 and 21 are attached to the front end side of the segment ring 11. These segment side partition plates 21 and 21 are provided in a portion that slides with the widened portion partition plates 22 and 22, and are intended to ensure a function of preventing intrusion of earth and sand, water, or a backfill material in the sliding portion.
[0068]
Next, as shown in FIGS. 11A and 11B, the widened portion partition plates 22, 22 are arranged in close contact with the segment side partition plates 21, 21 on the front side of the segment side partition plates 21, 21. Attach as shown. These widening part partition plates 22, 22 are directed to the widening shaft integrally with the widening member 6 while ensuring the function of preventing the intrusion of earth, sand, water or backfill material F between the segment ring 11 and the widening member 6. And one end of the widened portion of the widening tunnel.
[0069]
Then, the upper plate 6b, the lower plate 6c, and the front plate 6d are respectively attached and fixed inside the side plates 6a and 6a, and the widening members 6 and 6 are assembled. At this time, the side plate 6a, the upper plate 6b, the lower plate 6c, and the widened portion partition plate 22 are closely arranged or connected so as to ensure an intrusion preventing function and the like therebetween.
At this time, although not shown in the drawings, the same tail packing 7, 7, 7 is attached to the upper plate 6b and the lower plate 6c at positions corresponding to the tail packing 7, 7, 7 at the time of widening tunnel construction. In this case, it is possible to prevent intrusion of earth and sand, water, backfilling material or the like. The tail packing 7, 7, 7 may be attached after the widening member 6 is widened.
[0070]
Next, as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), the upper and lower partition plates 23, 23 are respectively provided on the front end side of the segment ring 11 above the upper plate 6b and below the lower plate 6c. Is fixed. These upper and lower partition plates 23 and 23 prevent a gap from being generated between the segment ring 11 and the segment ring 20 when the later-described widening pit segment 30 is covered, and earth and sand, water, or a backfill material. This is to secure the intrusion prevention function. Therefore, the thickness in the front-rear direction of the upper and lower partition plates 23, 23 is substantially the same as the combined thickness of the segment side partition plate 21 and the widened portion partition plate 22, and the upper plate 6b or the lower plate 6c respectively. It is arranged closely.
As described above, the boundary member 20, that is, the segment side partition plate 21, the widened portion partition plate 22, and the upper and lower partition plates 23 ensure the function of preventing intrusion of earth, sand, water, backfilling material, etc. on the standard tunnel end side. It will be.
[0071]
And as shown in FIG. 12, the widening members 6 and 6 and the widening part partition plates 22 and 22 are made to protrude integrally. At this time, the widened portion partition plates 22, 22 slide while being in close contact with both the segment side partition plates 21, 21 and the upper and lower partition plates 23, 23, and the widening members 6, 6 are , 23 while sliding closely. Therefore, it is possible to ensure an invasion preventing function such as earth and sand, water or backfilling material in these sliding portions.
When projecting to the predetermined position shown in FIG. 12, the widening member 6 and the skin plate 5 are connected and fixed at this position, and the widening part partition plate 22 is connected to the segment side part partition plate 21 and the upper and lower partition plates 23 and 23. Connect and fix.
[0072]
Next, as the “widening tunnel construction process”, as shown in FIG. 13, the widening pit segment is assembled in an annular shape inside the skin plate 5 and the widening member 6 while digging the widening pit. The segment ring 30 made of is sequentially lined and a widening tunnel is built in the widening pit.
[0073]
A segment ring 30 as shown in FIG. 13 is lined so as to be continuous with the enlarged-diameter partition plates 22 and 22. By doing so, between the segment ring 30, the skin plate 5 and the widening member 6, the tail packing 7, 7, 7 ensures the function of preventing the intrusion of earth and sand, water, or the backfill material. In addition, when the side part plate 6a, the upper plate 6b, the lower plate 6c, and the wide part parting plate 22 are connected, it isolate | separates beforehand before the segment ring 30 is covered.
[0074]
Then, the widening pit segment 30 is further covered, and the widening pit segment 30 is pressed by a pressing jack. In practice, as shown in FIG. 13B, the spacer 30 a is integrally attached and fixed inside the widened portion of the segment ring 30 to form a part of the segment ring 30. By pressing the spacer 30a with a pressing jack, the shield excavator 1 can dig with reaction force.
[0075]
The pressing jack sequentially presses the segment ring 30 covered at the forefront of the excavation direction, and the shield excavator 1 obtains a propulsive force in the excavation direction by the reaction force, and the shield excavator 1 proceeds. That is, as the shield excavator 1 excavates, the widening pits behind the shield excavator 1 are sequentially covered by the segment ring 30 and the widening tunnel is built at the rear.
In addition, the spacer 30a is sequentially removed from the segment ring 30 from the rear side as the shield excavator 1 advances. This removal is performed when the shield excavator 1 is separated by a predetermined distance and it is no longer necessary to take a reaction force by the spacer 30a.
[0076]
In the outer cleaning segments 11A and 11B according to the present embodiment, the cleaning hoses 50 and 50B are inserted to form guide grooves 15 that guide along the circumferential direction of the outer peripheral side, and the inserted cleaning hoses 50 are inserted. Jet water flow wj from the injection nozzles 53b and 53c₂, Wj_ThreeThe skin plate 5 and the clearance C can be cleaned by spraying each of them toward the outside. For this reason, the backfilling material, the earth and sand, etc. which are clogged in the clearance part C or adhered to the inner peripheral side of the skin plate can be accurately removed. Thereby, the backfilling material, earth and sand, etc. existing in the clearance portion C on the rear side of the skin plates 7, 7, 7 can be suitably cleaned and removed, and the boundary member 20 is replaced with the skin plate 5 or the widening member 6. Since it can be attached accurately and the function of preventing intrusion of earth and sand, water or backfilling material can be secured, it is easy to build the tunnel, shortening the construction period and reducing the construction cost.
[0077]
Further, in the outer cleaning segment 11 A, a through-hole 16 that penetrates from the inner peripheral side to the guide groove 15 and passes the cleaning hose 50 from the inner peripheral side to the guide groove 15 is formed. As described above, since the washing hose can be inserted from the inner peripheral side of the tunnel lining body capable of securing a wide space to the guide groove, the water supply means (high pressure water supply pump) for supplying high pressure water Etc.) can be used, and as a simple structure, the skin plate 5 and the clearance part C can be cleaned accurately, and the construction of the tunnel can be made easier.
[0078]
Furthermore, the cross-sectional shape of the guide groove 15 is an arc shape having a central angle larger than a semicircle. For this reason, a hose having a generally circular cross section that is generally used can be suitably inserted as a cleaning hose, and the cleaning hose can be accurately prevented from coming off the guide groove. The hose 50 can be accurately moved in the guide groove 15. Further, since it has an arc shape, the strength of the outer cleaning segments 11A and 11B can be further increased without having corner portions that are likely to cause stress concentration, and the pressure resistance and durability of the segment ring 11 can be increased.
[0079]
Further, since the seal member 13 that can be projected and retracted outward and abuts against the skin plate 5 to seal the clearance portion C when protruding is provided on the outer peripheral side in front of the guide groove 15, The clearance C immediately after being cleaned can be accurately sealed.
[0080]
Furthermore, in the tunnel construction method according to the present embodiment, the outer cleaning segments 11A and 11B are assembled forward of the tail packings 7, 7, and 7 to cover the segment ring 11, and the tail packings 7, 7, 7 After passing through the guide groove 15, the cleaning hoses 50 and 50 are inserted into the guide groove 15 from the inner peripheral side and moved in the guide groove 15, and high-pressure water is fed into the cleaning hoses 50 and 50. Then, the jet nozzle 53b, 53c is jetted outward as a jet water flow wj, and the skin plate 5 and the clearance portion C on the rear side from the tail packing 7 at the tail end are washed. Therefore, it is possible to properly remove the backfilling material and earth and sand behind the tail packing 7 and press the seal member 13 and the boundary member 20 against the skin plate 5 to accurately seal. It is possible to make a quick and continuous transition to the construction of a widening tunnel. Thereby, even if the natural ground G is soft and it is necessary to use a backfill material, both the standard tunnel and the widening tunnel can be suitably constructed.
[0081]
Further, before the tail packing 7, 7, 7 passes through the guide groove 15, the cleaning hose 50 is inserted in advance into the guide groove from the inner peripheral side of the segment so that the tail packing 7, 7, 7 is guided. After passing through the groove 15, high-pressure water is fed into the washing hoses 50, 50 while moving the washing hoses 50, 50 in the guide groove, and is ejected outward from the jet nozzles 53 b, 53 c as a jet water flow wj. The skin plate 5 and the clearance portion C on the rear side of the tail packing 7 at the tail may be cleaned. In this way, when the tail packing 7 passes, the guide groove 15 is filled with the cleaning hoses 50 and 50, so that the backfill material F and the like are accurately prevented from clogging in the guide groove 15. The cleaning hoses 50 and 50 can be moved more easily and accurately. Therefore, for example, even when the injection pressure of the backfilling material F is high or when there is a possibility of solidifying in a short time, it is possible to quickly and continuously shift from the construction of the standard tunnel to the construction of the widening tunnel. it can.
[0082]
 In the above embodiment, one segment ring is configured by six outer cleaning segments. However, the present invention is not limited to this, and the outer cleaning segments necessary for configuring the segment ring are not limited thereto. The number, size, or shape can be changed as appropriate.
 In addition, two through holes are provided per segment ring, but the present invention is not limited to this, and the number of through holes provided per segment ring can be changed as appropriate.is there.
[0083]
Furthermore, in the above-described embodiment, the outer cleaning segment through which the cleaning hose 50 can be inserted is used on the outer peripheral side. However, the configuration is provided integrally with means having the same functions and functions as the cleaning hose 50. The outer cleaning segment may be used. Two examples of such outer cleaning segments are shown in FIGS. 14 and 15, respectively.
[0084]
As a first example, in FIGS. 14A and 14B, a total of six outer cleaning segments (segments) 11C and five outer cleaning segments (segments) 11D are included in the skin plate 5. A state where a circular annular segment ring (reference numeral 11X) which is assembled on the peripheral side and forms a part of the tunnel lining body is constructed is shown. As shown in these drawings, the outer cleaning segment 11D is formed on the outer peripheral side of the segment main body 12A, and injects a jet water flow (high pressure water) wj toward the outside, and is embedded in the segment main body 12A. And a water supply pipe 62 that supplies high-pressure water to the injection nozzle 61. Further, the outer cleaning segment 11C has a configuration in which a communication hole 63 communicating from the inner peripheral side to the water supply pipe 62 is added to the outer cleaning segment 11D. That is, the outer cleaning segments 11 C and 11 D have the same configuration except that the communication holes 63 are provided.
[0085]
A seal member is provided on the outer peripheral side of the outer cleaning segments 11C and 11D in front of the injection nozzle 61. Since the structure of the seal member is the same as that of the seal member 13 in the outer cleaning segments 11A and 11B, illustration and description thereof are omitted.
[0086]
The water supply pipe 62 is a pipe having a substantially circular cross section in which a large number of holes are formed over substantially the entire area in the longitudinal direction on the outer peripheral side, and is embedded in the segment body 12A along the circumferential direction. Both ends in the circumferential direction of each water pipe 62 are opened, and each water pipe 62 communicates with the water pipe 62 of the adjacent outer cleaning segment 11C or 11D. That is, an annular high-pressure water flow path for circulating high-pressure water is formed in the segment ring 11X by the six water supply pipes 62 connected.
The injection nozzle 61 is formed so as to communicate with each hole of the water supply pipe 62.
[0087]
The outer cleaning segment 11 C is formed with a communication hole 63 communicating from the inner peripheral side to the water supply pipe 62, and the communication hole 63 is connected to the high-pressure water supply pump 71. That is, the high-pressure water supplied from the high-pressure water supply pump 71 is supplied from the communication holes 63 into the respective water supply pipes 62, and the jet water flow wj in which the water pressure, the amount of water, etc. are substantially uniform is the outer periphery of the segment ring 11X. It is injected almost simultaneously over the entire circumference.
[0088]
Thus, since the injection nozzle 61 and the water supply pipe 62 are integrally provided in the segment main body 12A to form the outer segments 11C and 11D, high-pressure water can be easily injected without using a separate washing hose or the like. Thereby, the backfilling material, earth and sand, etc. which are clogged in the clearance part C or adhered to the inner peripheral side of the skin plate 5 can be easily and accurately removed in a short time, and the construction period can be further shortened. .
In addition, since the sealing member 13 is provided in front of the injection nozzle 61, the clearance portion C immediately after being cleaned can be accurately sealed in the same manner as the outer cleaning segments 12A and 12B.
[0089]
Furthermore, if these outer cleaning segments 11C and 11D are used, the jet water flow wj can be jetted almost simultaneously over the entire outer circumference of the segment ring 11X. For this reason, the skin plate 5 and the clearance portion C on the rear side of the tail packing 7 can be cleaned accurately only by sequentially excavating the shield excavator 1, so that the labor for inserting and moving the cleaning hose is reduced. And cost can be eliminated, and the cleaning time can be shortened and the construction period can be shortened.
[0090]
Next, as a second example, FIG. 15 shows a circular annular segment ring in which six outer cleaning segments (segments) 11E are assembled on the inner peripheral side of the skin plate 5 to form a part of the tunnel lining body. (Symbol 11Y) shows a built state. As shown in these drawings, the outer cleaning segment 11E is formed on the outer peripheral side of the segment main body 12B, and injects a jet water flow (high pressure water) wj toward the outside, and is embedded in the segment main body 12B. Thus, the water supply pipe 62B that supplies high-pressure water to the injection nozzle 61 and the communication hole 63B that communicates from the inner peripheral side to the water supply pipe 62B are provided.
[0091]
A seal member is provided on the outer peripheral side in front of the spray nozzle 61B of the outer cleaning segment 11E. Since the structure of the seal member is the same as that of the seal member 13 in the outer cleaning segments 11A and 11B, illustration and description thereof are omitted.
[0092]
The water supply pipe 62B is a pipe having a substantially circular cross section in which a large number of holes are formed over substantially the entire area in the longitudinal direction on the outer peripheral side, and is embedded in the segment body 12B along the circumferential direction. Both ends in the circumferential direction of each water pipe 62B are closed, and each water pipe 62B is separated from the water pipe 62B of the adjacent outer cleaning segment 11E and is independent of each other. That is, the six water supply pipes 62B form a high-pressure water flow path divided into six in the segment ring 11Y, and the jet water flow wj can be jetted independently for each of the divided ranges. It has become.
The injection nozzle 61B is formed to communicate with each hole of the water supply pipe 62B.
[0093]
Each outer cleaning segment 11E is formed with a communication hole 63B that communicates from the inner peripheral side to the water supply pipe 62B. Each of these communication holes 63 B is connected to a high-pressure water supply pump 71 through a connection hose 73 and a switching valve 72.
The switching valve 72 switches the high-pressure water flow path between the high-pressure water supply pump 71 and the six connection hoses 73, and feeds high-pressure water only to the selected one or more connection hoses 73. That is, the switching valve 72 can switch the range in which the jet water flow wj is injected in the segment ring 11Y.
[0094]
In the example of FIG. 15, high-pressure water is supplied to only one of the six outer cleaning segments 11E, and jet water flow wj is jetted from the jet nozzle 61B of the outer cleaning segment 11E, and the outer skin thereof. The plate 5 and the clearance part C are washed. When the outer cleaning of the outer cleaning segment 11E is finished, the switching valve 72 is switched to clean the outer side of the other outer cleaning segment 11E. If high pressure water is sequentially fed to the outer cleaning segment 11E adjacent in the clockwise direction or the counterclockwise direction, the outside of the segment ring 11Y can be sequentially cleaned in a range of 1/6 of the entire circumference. .
Note that high pressure water may be supplied to two or more outer cleaning segments 11E at the same time to expand the range that can be cleaned at a time.
[0095]
Thus, since the injection nozzle 61B and the water supply pipe 62B are integrally provided in the segment body 12B to form the outer segment 11E, high-pressure water can be easily injected without using a separate washing hose or the like. Thereby, the backfilling material, earth and sand, etc. which are clogged in the clearance part C or adhered to the inner peripheral side of the skin plate 5 can be easily and accurately removed in a short time, and the construction period can be further shortened. .
Moreover, since the sealing member 13 is provided in front of the injection nozzle 61B, the clearance C immediately after being cleaned can be accurately sealed.
[0096]
Further, if this outer cleaning segment 11E is used, the cleaning range in the outer periphery of the segment ring 11Y can be sequentially switched. That is, since high-pressure water is not injected over the entire circumference of the segment ring, it is possible to suppress the possibility that the water pressure of the jet water flow from the injection nozzle will decrease. Therefore, even if the output of the high pressure water supply pump 71 is not so large, it can be used and a wide variety of pumps can be used as the high pressure water supply pump 71, so that the construction cost can be further reduced.
[0097]
【The invention's effect】
As described above, in the segment according to the present invention, since the above-described configuration is adopted, it is possible to accurately remove the backfilling material by cleaning the outside, and to facilitate the construction of the tunnel. It is possible to provide a segment that can shorten the construction period and reduce the construction cost.
By using such a segment, a standard tunnel and a widening tunnel can be suitably constructed, and a tunnel construction method capable of shortening the construction period and reducing construction costs can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a segment ring constituted by segments according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a longitudinal sectional view viewed from the front, and (b) is a transverse sectional view.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the segment ring shown in FIG. 1 as viewed from the back.
3 is a partially enlarged view showing a state in which a cleaning hose is inserted through the segment ring shown in FIG. 1, wherein (a) is a transverse sectional view and (b) is a longitudinal sectional view. FIG.
4 is a partially enlarged view showing a state in which a cleaning hose is inserted into the segment ring shown in FIG. 1, wherein (a) is a transverse sectional view and (b) is a longitudinal sectional view.
5A and 5B are diagrams showing an embodiment of a tunnel construction method according to the present invention, in which FIG. 5A is a partial cross-sectional view showing a standard tunnel construction process, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG.
FIG. 6 is also a partial cross-sectional view showing a standard tunnel widening process.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing, in order from (a) to (c), how the skin plate and the clearance portion are cleaned in the standard tunnel widening step.
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing the state in which the cleaning hose moves in the guide groove in the standard tunnel widening step in the order of (a) to (c).
Similarly, (a) is a partial cross-sectional view showing a standard tunnel widening process, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a).
Similarly, (a) is a partial cross-sectional view showing a standard tunnel widening step, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a).
Similarly, (a) is a partial cross-sectional view showing a standard tunnel widening process, (b) is a cross-sectional view taken along the line AA in (a), and (c) is a cross-sectional view taken along the line BB in (a). It is an arrow view.
Similarly, (a) is a partial cross-sectional view showing a standard tunnel widening process, (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a), and (c) is a cross-sectional view taken along line BB in (a). It is an arrow view.
Similarly, (a) is a partial cross-sectional view showing a widening tunnel construction process, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a).
FIGS. 14A and 14B are diagrams showing a segment ring constituted by another example of a segment according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 14A is a longitudinal sectional view, and FIG. 14B is a transverse sectional view.
FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a segment ring constituted by still another example of the segment according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Shield excavator
5 Skin plate
7 Tail packing (tail seal)
11A, 11B, 11C, 11D, 11E Outer cleaning segment (segment)
11, 11X, 11Y Segment ring
12, 12A, 12B Segment body
13 Seal member
15 Guide groove
16 Through hole
50, 50B Cleaning hose
53a, 53b, 53c injection nozzle
61, 61B spray nozzle
62, 62B water pipe
63, 63B communication hole
C Clearance section
F Backfilling material
wj, wj₁, Wj₂, Wj_Three Jet water flow (high pressure water)

Claims

The tunnel lining body is sequentially assembled into a cylindrical shape while forming a predetermined clearance portion inside the cylindrical skin plate provided behind the shield excavator and between the inner peripheral side of the skin plate. A segment of which
A guide groove is formed to guide the cleaning hose along the circumferential direction on the outer peripheral side by inserting a cleaning hose for cleaning the skin plate and the clearance portion by spraying high-pressure water outward from the spray nozzle. ,
A through hole is formed through the guide groove from the inner peripheral side to the guide groove, and the cleaning hose is inserted from the inner peripheral side into the guide groove.
The cross-sectional shape of the guide groove is an arc shape having a central angle larger than a semicircle, and protrusions for preventing the cleaning hose from falling off are formed on both sides on the outer peripheral side of the guide groove. A segment characterized by that.

Is a retractably outwardly, the skin plate and the contact with the sealing member for sealing the clearance portion when projecting, characterized in that provided on the outer peripheral side of the forward of the guide groove according Item 2. The segment according to item 1 .

The tunnel lining body is sequentially assembled into a cylindrical shape while forming a predetermined clearance portion inside the cylindrical skin plate provided behind the shield excavator and between the inner peripheral side of the skin plate. A segment of which
An injection nozzle that is formed on the outer peripheral side and injects high-pressure water toward the outside;
A water pipe for feeding high-pressure water to the spray nozzle;
A segment characterized by that is provided.

The segment according to claim 3 , wherein a communication hole that communicates with the water supply pipe from an inner peripheral side and supplies high-pressure water to the water supply pipe is provided.

Is a retractably outwardly, the skin plate and the contact with the sealing member for sealing the clearance portion when projecting, characterized in that provided on the outer peripheral side of the forward of the injection nozzle according Item 5. The segment according to item 3 or item 4 .

The segments are sequentially assembled into a cylindrical shape while forming a predetermined clearance portion inside the cylindrical skin plate provided behind the shield excavator and between the inner peripheral side of the skin plate. In the tunnel construction method in which the body is constructed and the shield excavator is advanced while sealing the clearance portion with a tail seal attached to the inner peripheral side of the skin plate.
3. The segment according to claim 1 or 2 is assembled forward of the tail seal, and after the tail seal has passed through the guide groove, the cleaning hose is inserted from the inner peripheral side of the segment to the guide groove. The high pressure water is fed into the washing hose and injected outward from the spray nozzle while being inserted and moved in the guide groove, and the skin plate on the rear side of the tail seal and the A tunnel construction method characterized by cleaning the clearance part.

The segments are sequentially assembled into a cylindrical shape while forming a predetermined clearance portion inside the cylindrical skin plate provided behind the shield excavator and between the inner peripheral side of the skin plate. In the tunnel construction method in which the body is constructed and the shield excavator is advanced while sealing the clearance portion with a tail seal attached to the inner peripheral side of the skin plate.
The segment according to claim 1 or 2 is assembled forward of the tail seal, and before the tail seal passes through the guide groove, the cleaning hose is guided from the inner peripheral side of the segment to the guide. The nozzle is inserted in advance in the groove, and after the tail seal has passed through the guide groove, high-pressure water is fed into the washing hose while moving the washing hose in the guide groove. A tunnel construction method, wherein the skin plate and the clearance portion on the rear side of the tail seal are cleaned by spraying from the outside toward the outside.

The segments are sequentially assembled into a cylindrical shape while forming a predetermined clearance portion inside the cylindrical skin plate provided behind the shield excavator and between the inner peripheral side of the skin plate. In the tunnel construction method in which the body is constructed and the shield excavator is advanced while sealing the clearance portion with a tail seal attached to the inner peripheral side of the skin plate.
The segment according to any one of claims 3 to 5 is assembled forward of the tail seal, and after the tail seal has passed through the injection nozzle, high-pressure water is introduced from the inner peripheral side of the segment into the water supply pipe. A tunnel construction method characterized by feeding water and spraying outward from the spray nozzle to clean the skin plate and the clearance portion on the rear side of the tail seal.