特開 2015-129411 シールドトンネルに用いる資材供給装置、及びトンネル施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-129411(P2015-129411A)

(43)【公開日】2015年7月16日

(54)【発明の名称】シールドトンネルに用いる資材供給装置、及びトンネル施工方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 13/02 20060101AFI20150619BHJP

   E21D 9/04 20060101ALI20150619BHJP

【ＦＩ】

   E21D13/02

   E21D9/04 A

   E21D9/04 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-1746(P2014-1746)

(22)【出願日】2014年1月8日

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】509355142

【氏名又は名称】ジャパントンネルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(72)【発明者】

【氏名】金丸 清人

(72)【発明者】

【氏名】大木 智明

(72)【発明者】

【氏名】阿曽 利光

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 広幸

【テーマコード（参考）】

2D054

2D055

【Ｆターム（参考）】

2D054AC15

2D055AA10

2D055BA01

2D055BB01

(57)【要約】

【課題】シールドトンネルの外周部への資材の供給を効率よく行うことができ、資材供給に必要な占有面積を小さくすることで、施工効率の向上を図ることができる。
【解決手段】本線シールドトンネル１の外周部分に資材を供給する際に、本線シールドトンネル１に設置され、本線シールドトンネル１と同軸に、且つ外周に沿ってリング状に配置されるガイドレール１１、１２と、ガイドレール１１、１２に沿って旋回するとともに、筒軸を本線シールドトンネル１のトンネル軸方向Ｘに平行に向けた円筒状の回転ドラム１３と、回転ドラム１３内で筒軸回りに周回可能に設けられたステージ１４と、を備えた構成の資材供給装置１０を提供する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シールドトンネルの外周部分に資材を供給する際に、前記シールドトンネルに設置される資材供給装置であって、
前記シールドトンネルと同軸に、且つ外周に沿ってリング状に配置されるガイドレールと、
該ガイドレールに沿って旋回するとともに、筒軸を前記シールドトンネルのトンネル軸方向に平行に向けた円筒状の回転ドラムと、
該回転ドラム内で前記筒軸回りに周回可能に設けられたステージと、
を備えていることを特徴とするシールドトンネルに用いる資材供給装置。

【請求項2】

前記回転ドラムは、前記シールドトンネルの外側を旋回領域とするように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネルに用いる資材供給装置。

【請求項3】

前記ガイドレールは、互いに同軸に配置される内周レールと外周レールを有し、
前記回転ドラムは、該内周レールと外周レールの間で、両レールに案内されることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールドトンネルに用いる資材供給装置。

【請求項4】

前記回転ドラムには、前記ガイドレールの周方向の所定位置で前記シールドトンネル内と連通する資材投入部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシールドトンネルに用いる資材供給装置。

【請求項5】

前記ステージは、筒軸方向の少なくとも一方に向けて進退可能に設けられ、前記回転ドラム内から前記回転ドラムの外側に移動されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシールドトンネルに用いる資材供給装置。

【請求項6】

前記ステージは、前記回転ドラムの内面に沿った円弧版状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシールドトンネルに用いる資材供給装置。

【請求項7】

前記ステージを備えた前記回転ドラムは、前記ガイドレール内で複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシールドトンネルに用いる資材供給装置。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれか１項に記載の資材供給装置を使用し、地中を掘削して地中空洞部を施工するに際して、本線シールドトンネルの外側で前記地中空洞部の外殻部に予め複数の外殻シールドトンネルを配列することによって外殻体を構築し、該外殻体の内側を掘削するトンネル施工方法であって、
本線シールドトンネルを施工する工程と、
前記本線シールドトンネルの一部を全周にわたって切り広げリング状の外殻シールド発進部を施工する工程と、
前記外殻シールド発進部に前記資材供給装置を設置する工程と、
該資材供給装置の前記回転ドラム内のステージ上に外殻シールド機を供給し、前記回転ドラムを前記ガイドレールに沿って所定の発進位置に旋回させる工程と、
前記ステージから外殻シールド機を発進させて、複数の外殻シールドトンネルを施工する工程と、
を有することを特徴とするトンネル施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シールドトンネルに用いる資材供給装置、及びトンネル施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地中を掘削して地中空洞部を施工する際には、地中空洞の施工予定位置の外側に複数の外殻シールドトンネルを所定間隔で配列した状態で施工して、施工予定位置を取り囲むシールドルーフ先受工を構築する工法が知られている。
このようなシールドルーフ先受工を採用することによって地中空洞部を施工する方法では、地中空洞部の必要空間を包含する筒型覆工壁が例えば外径４ｍ程度の外殻シールドトンネルにより構成され、先行して施工されるシールドトンネルより複数の外殻シールドトンネルを発進させている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１には、本線シールドトンネルとランプシールドトンネル同士の分岐合流部を施工するに際し、本線シールドトンネルよりもランプシールドトンネルを先行掘進し、ランプシールドトンネルの先端部付近からルーフシールド機を発進させ、多数のルーフシールドトンネル（外殻シールドトンネル）を分岐合流部の外側にその輪郭に沿って密に配列した状態で施工することにより、分岐合流部を取り囲むシールドルーフ先受工を構築する方法について開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４８０３４２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した従来の大断面トンネルの施工方法では、以下のような問題があった。
すなわち、ルーフシールドトンネルの施工に必要な資材の供給方法として、本線シールドトンネル内に資材搬入用の仮設構台をトンネル断面全体を塞ぐようにして設置し、その仮設構台を使用して資材を供給するのが一般的となっている。
ところが、資材搬入用の仮設構台が本線シールドトンネルの断面を大きく占有することとなる。そして、このような大断面トンネルのように大規模で複雑な施工となる場合には、工期の短縮を図る目的で外殻シールド機を複数台使用して同時に掘進したり、外殻シールド機の投入、組立作業を行うことが必要となることから、仮設構台の占有が本線シールドトンネルの施工を妨げるおそれがあり、本線シールドトンネルに影響の小さい資材の供給方法が求められており、その点で改善の余地があった。

【0006】

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、シールドトンネルの外周部への資材の供給を効率よく行うことができ、資材供給に必要な占有面積を小さくすることで、施工効率の向上を図ることができるシールドトンネルに用いる資材供給装置、及びトンネル施工方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明に係るシールドトンネルに用いる資材供給装置では、 シールドトンネルの外周部分に資材を供給する際に、前記シールドトンネルに設置される資材供給装置であって、前記シールドトンネルと同軸に、且つ外周に沿ってリング状に配置されるガイドレールと、該ガイドレールに沿って旋回するとともに、筒軸を前記シールドトンネルのトンネル軸方向に平行に向けた円筒状の回転ドラムと、該回転ドラム内で前記筒軸回りに周回可能に設けられたステージと、を備えていることを特徴としている。

【0008】

また、本発明に係るトンネル施工方法では、上述した資材供給装置を使用し、地中を掘削して地中空洞部を施工するに際して、本線シールドトンネルの外側で前記地中空洞部の外殻部に予め複数の外殻シールドトンネルを配列することによって外殻体を構築し、該外殻体の内側を掘削するトンネル施工方法であって、本線シールドトンネルを施工する工程と、前記本線シールドトンネルの一部を全周にわたって切り広げリング状の外殻シールド発進部を施工する工程と、前記外殻シールド発進部に前記資材供給装置を設置する工程と、 該資材供給装置の前記回転ドラム内のステージ上に外殻シールド機を供給し、前記回転ドラムを前記ガイドレールに沿って所定の発進位置に旋回させる工程と、前記ステージから外殻シールド機を発進させて、複数の外殻シールドトンネルを施工する工程と、を有することを特徴としている。

【0009】

本発明では、シールドトンネルに設置された回転ドラム内のステージ上に資材を供給した後、回転ドラムをガイドレールに沿って案内させて周方向に旋回することで、ステージ上の資材をシールドトンネルの外周部分の所定位置へ運搬することができる。
このように、ステージへの資材の供給部分をシールドトンネルの一部のみで行うことができるうえ、ステージを有する回転ドラムがシールドトンネルの外周部分のみを旋回する構成となるので、資材の供給に必要な占有面積を小さくすることが可能となり、シールドトンネルの断面全体を塞ぐように資材搬入用の仮設構台を設ける従来の場合に比べて、シールドトンネルで行う他の作業への影響を低減することができる。

【0010】

そして、本発明の資材供給装置を使用してトンネルを施工する場合には、外殻シールドトンネルの一部に全周にわたって外殻シールド発進部を設け、この外殻シールド発進部に資材供給装置を設置することで、回転ドラムの旋回領域を本線シールドトンネルの外周側とすることができ、本線シールドトンネルの断面を有効に使用することができる。しかも、資材供給装置を使用して外殻シールド機の搬入・組立作業が可能となり、工期短縮を図ることができる。

【0011】

また、本発明に係るシールドトンネルに用いる資材供給装置では、前記回転ドラムは、前記シールドトンネルの外側を旋回領域とするように配置されていることが好ましい。

【0012】

本発明では、回転ドラムの旋回領域を本線シールドトンネルの外周側とすることができ、シールドトンネル内に回転ドラムが旋回することがないので、回転ドラムを使用した資材運搬時においてシールドトンネルの断面を有効に使用することができる。

【0013】

また、本発明に係るシールドトンネルに用いる資材供給装置では、前記ガイドレールは、互いに同軸に配置される内周レールと外周レールを有し、前記回転ドラムは、該内周レールと外周レールの間で、両レールに案内されることが好ましい。

【0014】

本発明では、回転ドラムは内周レールと外周レールとの両者によって内外から支持された状態でガイドレールに沿って旋回することができるので、振れのない安定した旋回が可能となり、重量の大きな資材を回転ドラムによって運搬することができる。

【0015】

また、本発明に係るシールドトンネルに用いる資材供給装置では、前記回転ドラムには、前記ガイドレールの周方向の所定位置で前記シールドトンネル内と連通する資材投入部が設けられていることが好ましい。

【0016】

本発明では、資材の供給時に資材投入部の位置に回転ドラムを旋回移動させることで、シールドトンネル内部から回転ドラムの内部へ資材を供給することができる。回転ドラムはガイドレールに案内されて旋回可能であるので、少なくとも１箇所の資材投入部を設けておくことにより、資材の供給を容易に行うことができる。

【0017】

また、本発明に係るシールドトンネルに用いる資材供給装置では、前記ステージは、筒軸方向の少なくとも一方に向けて進退可能に設けられ、前記回転ドラム内から前記回転ドラムの外側に移動されることが好ましい。

【0018】

このような構成にすることで、ステージ上に供給される資材をガイドレールの周方向の所定位置で回転ドラムの外方に移動させることができる。そのため、回転ドラムに対して資材を供給、搬出する作業を回転ドラムの外方で行うことができるので、作業効率を向上させることができる。

【0019】

また、本発明に係るシールドトンネルに用いる資材供給装置では、前記ステージは、前記回転ドラムの内面に沿った円弧版状に形成されていることが好ましい。

【0020】

本発明では、ステージの円弧面を回転ドラムの内面に沿って回転させることができるので、例えば回転ドラムの内面に沿う案内ガイドを配置しておき、この案内ガイドに沿ってステージを旋回させることが可能となる。

【0021】

また、本発明に係るシールドトンネルに用いる資材供給装置では、前記ステージを備えた前記回転ドラムは、前記ガイドレール内で複数設けられていることが好ましい。

【0022】

この場合、複数の回転ドラムをそれぞれガイドレール上で単独で旋回させることが可能であることから、例えば一方の回転ドラムをガイドレールの周方向の任意の位置に固定してシールド機の組立に使用し、他方の回転ドラムをガイドレールの周方向の別の任意の位置で固定して資材の運搬等に使用するといった作業を行うことができ、複数箇所で同時に施工することができ、これにより施工効率の向上を図ることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明のシールドトンネルに用いる資材供給装置、及びトンネル施工方法によれば、シールドトンネルの外周部への資材の供給を効率よく行うことができ、資材供給に必要な占有面積を小さくすることで、施工効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施の形態による大断面トンネルの施工方法の概要を示す斜視図である。

【図2】図１に示す施工方法の側断面図である。

【図3】円周シールド機により外殻シールド発進基地を施工する状態を示す斜視図である。

【図4】資材供給装置の設置状態を示す斜視図である。

【図5】図４に示す外殻シールド発進基地を示す断面図である。

【図6】図５に示すＡ−Ａ線矢視図であって、資材供給装置の側面図である。

【図7】図５に示す資材供給装置の回転ドラムを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施の形態によるシールドトンネルに用いる資材供給装置、及びトンネル施工方法について、図面に基づいて説明する。

【0026】

図１に示すように、本実施の形態によるシールドトンネルに用いる資材供給装置１０（図４参照）は、例えば大断面の道路トンネルなどの地中空洞部Ｋを施工するに際して、その地中空洞部Ｋの掘削予定位置の内側に本線シールドトンネル１を予め施工しておき、その本線シールドトンネル１の外側に複数の外殻シールドトンネル２を施工することにより、それら外殻シールドトンネル２によって本線シールドトンネル１を取り囲む外殻体２０を構築し、この外殻体２０の内側を掘削して地中空洞部Ｋを構築するシールドトンネルの施工に用いられている。本線シールドトンネル１および外殻シールドトンネル２は、在来のシールド工法により施工されるものである。
ここで、本線シールドトンネル１におけるトンネル軸方向を符号Ｘで示す。
なお、図２では、見易くするために複数の外殻シールドトンネル２のうち一部（紙面手前側に位置するもの）を省略している。

【0027】

本実施の形態の地中空洞部Ｋは、図２及び図３に示すように、本線シールドトンネル１を施工した後、本線シールドトンネル１における発進基地部において周方向の一部分を切り広げた円周シールド発進基地３Ａ（円周シールド発進部）を施工し、円周シールド発進基地３Ａから円周シールド機５によって本線シールドトンネル１の外周面１ａに沿って周方向に掘削してリング状の外殻シールド発進基地３Ｂ（外殻シールド発進部）を施工し、さらに外殻シールド発進基地３Ｂより外殻シールド機６を発進させて、複数の外殻シールドトンネル２を設けることにより施工される。

【0028】

外殻シールドトンネル２は、外殻シールド発進基地３Ｂから本線シールドトンネル１と平行に発進させると共に、掘進に従って漸次、本線シールドトンネル１から径方向の外側に離れる方向に向けて掘進される。また、外殻シールドトンネル２は、外殻シールド発進基地３Ｂにおいて周方向に沿って配置される複数の外殻シールド機６を同時、あるいは適宜な順番で掘進させることにより、施工される。

【0029】

なお、本実施の形態では本線シールドトンネル１の直径が例えば１６ｍ程度、円周シールド機５の掘進により形成される外殻シールド発進基地３Ｂの外径が２８ｍ程度で且つ径方向の高さ寸法が６ｍ程度であり、また外殻シールド発進基地３Ｂのトンネル軸方向Ｘの長さが１２．３ｍ程度であることを想定している。

【0030】

資材供給装置１０は、図４に示すように、地中空胴部Ｋを施工する過程において、主に複数の外殻シールドトンネル２を施工するための外殻シールド発進基地３Ｂ内に設置されている。そして、この資材供給装置１０を使用して、外殻シールド機６を外殻シールド発進基地３Ｂ内に設置して発進準備をし、発進した後において、本線シールドトンネル１の外周部分に掘進に伴って発生するセグメント、各種管材、枕木等の資材が供給される。
なお、資材供給装置１０は、資材の供給、搬入に使用されることに限らず、資材の搬出にも使用できることは言うまでもない。

【0031】

図４乃至図６に示すように、資材供給装置１０は、本線シールドトンネル１と同軸に、且つ外周に沿ってリング状に配置されるガイドレール１１、１２と、ガイドレール１１、１２に沿って旋回するとともに、筒軸Ｃ（図５、図６）を本線シールドトンネル１のトンネル軸方向Ｘに平行に向けた円筒状の回転ドラム１３と、回転ドラム１３内で筒軸Ｃ回りに周回可能に設けられたステージ１４と、を備えている。

【0032】

ガイドレール１１、１２は、互いに本線シールドトンネル１に同軸に配置される内周レール１１と外周レール１２を有し、内周レール１１及び外周レール１２ともにトンネル軸方向Ｘに一定の間隔をあけて一対設けられている。
図７に示すように、内周レール１１は、外殻シールド発進基地３Ｂにおいて、本線シールドトンネル１の外周面１ａの外側に配置され、そのレール外周面には全周にわたって第1係止歯１１ａが形成されている。
外周レール１２は、発進基地部１Ａにおいて、内周レール１１の径方向の外側に配置され、そのレール内周面には全周にわたって第２係止歯１２ａが形成されている。

【0033】

回転ドラム１３は、図４及び図５に示すように、内周レール１１と外周レール１２の間で、両レール１１、１２に案内されるように設けられ、本線シールドトンネル１の外側を旋回領域とするように配置されている。回転ドラム１３は、図７に示すように、筒状に形成されたドラム本体１３Ａと、本線シールドトンネル１の外周面１ａ及び外殻シールド発進基地３Ｂのセグメント内面に沿って周方向に走行可能に支持された走行支持部１３Ｂと、を備えている。
ステージ１４を備えた回転ドラム１３は、ガイドレール１１、１２内で複数（ここでは、図５に示すように３つ）設けられている。

【0034】

回転ドラム１３のドラム本体１３Ａには、トンネル軸方向Ｘに配置される一対のガイドレール１１、１１（１２、１２）に対応する位置に、Ｈ形鋼等の鋼材を環状に形成した一対の支持リング１３Ｃ（図４参照）が設けられている。そして、図７に示すように、これら支持リング１３Ｃの周面には、全周にわたって上記内周レール１１の第１係止歯１１ａと外周レール１２の第２係止歯１２ａに噛合する第３係止歯１３ａが形成されている。なお、図７では、見易くするために第３係止歯１３ａの上下の一部のみを示している。

【0035】

走行支持部１３Ｂは、ドラム本体１３Ａの周面に対して転動するローラ１３ｂと、本線シールドトンネル１の外周面１ａ及び外殻シールド発進基地３Ｂのセグメント内面に沿って転動する走行輪１３ｃと、が連結材１３ｄによって一体に設けられた構成となっている。さらに走行支持部１３Ｂには、ドラム本体１３Ａの第３係止歯１３ａに噛合する駆動モータ１３Ｄが固定されている。回転ドラム１３は、駆動モータ１３Ｄを駆動させることにより、筒軸Ｃを中心に正逆いずれかに回転し、ガイドレール１１、１２に案内されて、本線シールドトンネル１の中心軸回りに旋回する。

【0036】

回転ドラム１３のドラム本体１３Ａには、図５に示すように、ガイドレール１１、１２の周方向の所定位置（真下の位置）で本線シールドトンネル１内と連通する開口をなす資材投入部１３Ｅが設けられている。この資材投入部１３Ｅは、開口の状態でもよいし、図示しない開閉扉を設けた開閉式でもよい。

【0037】

ステージ１４は、図６に示すように、筒軸Ｃ方向で外殻シールドトンネル２の掘進側に向けて突出するように例えば伸縮ジャッキ等の進退移動手段により進退可能に設けられ、回転ドラム１３内から回転ドラム１３の外側に移動される構成となっている。ステージ１４は、回転ドラム１３の内面に沿った円弧版状に形成され、回転ドラム１３に対して筒軸Ｃ回り（図７で矢印Ｆ方向）に回転可能に設けられている。これによりステージ１４は、回転ドラム１３がどの位置にあっても、ドラム本体１３Ａの略下半部分の領域に配置されることができる。

【0038】

次に、上述した資材供給装置１０を用いた大断面トンネルの施工方法について、図面に基づいてさらに詳しく説明する。
本実施の形態では、図３に示すように、本線シールドトンネル１が所定の予定位置に達した時点で、解体することを考慮したセグメントと、円周シールド機５を案内させるための一対のリング状のガイドリング５１Ａ、５１Ｂを組み立てた後、さらに掘進を続ける。そして、本線シールドトンネル１の発進基地部１Ａにおいて、円周シールド機５により、本線シールドトンネル１の周囲にドーナツ状（リング状）の外殻シールド発進基地３Ｂ（図１参照）を築造し、この発進基地内部より外殻シールド機６（図２参照）を発進させる。
なお、これらガイドリング５１Ａ、５１Ｂ同士の間における本線シールドトンネル１の発進基地部１Ａには、円周シールド発進基地３Ａ、および円周シールド機５の掘進に伴うセグメント撤去作業を容易にするため、多分割化された仮設セグメントが採用されている。

【0039】

次に、ガイドリング５１Ａ、５１Ｂ同士の間における本線シールドトンネル１の底部において、多分割セグメントを解体、撤去し、山留めを行いながら掘削することにより、ボックス形状の円周シールド発進基地３Ａを形成する。そして、円周シールド発進基地３Ａ内において、円周シールド機５を組み立てる。

【0040】

ここで、円周シールド機５は、矩形断面の掘削面板５２およびスキンプレート５３を備えている。スキンプレート５３の内周板５３Ａ（本線シールドトンネル１側）と外周板５３Ｂとは、本線シールドトンネル１と同軸の円弧板状をなしている。内周板５３Ａのトンネル軸方向Ｘの前後縁端部には、ガイドリング５１Ａ、５１Ｂに移動可能に係合する摺動部５４Ａ、５４Ｂが設けられている。つまり、円周シールド機５は、ガイドリング５１Ａ、５１Ｂに摺動部５４Ａ、５４Ｂを案内させながら、本線シールドトンネル１の外周面１ａに沿って掘進し、円周シールド機５のテール内において、断面視でコの字形の円周セグメント４を順次組み立てて覆工を行いつつ、本線シールドトンネル１の撤去可能な仮設セグメントの撤去を繰り返し行うことにより、本線シールドトンネル１の外周面１ａに沿うリング状の外殻シールド発進基地３Ｂが構築される。

【0041】

次に、図１に示すように、外殻シールド発進基地３Ｂ内において、複数の円形断面の外殻シールド機６を設置し、トンネル軸方向Ｘに平行に発進させることにより、複数の外殻シールドトンネル２を施工し、本線シールドトンネル１の周囲に、複数本の外殻シールドトンネル２からなる外殻体２０を築造する。

【0042】

具体的には、図４及び図６に示すように、外殻シールド発進基地３Ｂのトンネル軸方向Ｘの後半部分（掘進方向側とは反対側の部分）に資材供給装置１０を設置する。そして、外殻シールド発進基地３Ｂに面する本線シールドトンネル１の下部分を撤去して、外殻シールド発進基地３Ｂ内に連通する資材投入口１ｂ（図５参照）を設ける。

【0043】

その後、資材供給装置１０の回転ドラム１３を資材投入口１ｂに位置する真下の位置へ旋回させ、回転ドラム１３内のステージ１４上に外殻シールド機６を供給する。そして、回転ドラム１３をガイドレール１１、１２に沿って所定の発進位置に旋回させる。このときステージ１４が回転ドラム１３に対して相対的に回転可能に設けられているので、回転ドラム１３の旋回移動に追従させてステージ１４を筒軸Ｃ回り（図７の矢印Ｆ方向）に回転せることで、回転ドラム１３の周方向に位置にかかわらずステージ１４の載置面を常に水平になるように保持することができる。そして、外殻シールド機６を載置させたままステージ１４を水平移動させ、ステージ１４から外殻シールド機６を発進させて、複数の外殻シールドトンネル２を施工することができる。

【0044】

なお、本実施の形態のガイドレール１１、１２上には、３台の回転ドラム１３が設けられ、これら複数の回転ドラム１３を周方向の所定位置に配置して、同時に複数の外殻シールド機６を掘進させることができるので、工期の短縮を図ることができる。

【0045】

次に、図１に示すように、施工された複数本の外殻シールドトンネル２のうち周方向に隣り合う外殻シールドトンネル２、２同士の間を、凍結工法、薬液注入工法等により地盤改良を行った後、切開き構造体として接続することにより一体化を図り、これにより支保機能、及び止水機能を有する外殻体２０を形成する。
なお、外殻シールド機６は、外殻シールドトンネル２を掘進し、分岐拡幅部の褄壁予定地点に到達させて解体、回収し、再び外殻シールド発進基地３Ｂで組み立てて発進させ、別の外殻シールドトンネル２を施工するように繰り返し使用するようにしても良い。

【0046】

その後、褄壁予定地点の本線シールドトンネル１の褄壁付近のセグメントを解体、撤去して褄壁を構築しながら、外殻体２０の内側を掘削するとともに、本線シールドトンネル１のシールドルーフ内の残りのセグメントを解体、撤去し、地中空洞部Ｋを形成する。

【0047】

次に、上述したシールドトンネルに用いる資材供給装置、及びトンネル施工方法の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
図４に示すように、本実施の形態では、本線シールドトンネル１に設置された回転ドラム１３内のステージ１４上に資材を供給した後、回転ドラム１３をガイドレール１１、１２に沿って案内させて周方向に旋回することで、ステージ１４上の資材を、本線シールドトンネル１の外周部分の所定位置へ運搬することができる。
このように、ステージ１４への資材の供給部分を本線シールドトンネル１の一部のみ（本実施の形態では本線シールドトンネル１の真下の位置（資材投入口１ｂ））で行うことができるうえ、ステージ１４を有する回転ドラム１３が本線シールドトンネル１の外周部分のみを旋回する構成となるので、資材の供給に必要な占有面積を小さくすることが可能となり、本線シールドトンネル１の断面全体を塞ぐように資材搬入用の仮設構台を設ける従来の場合に比べて、本線シールドトンネル１で行う他の作業への影響を低減することができる。

【0048】

そして、上記資材供給装置１０を使用してトンネルを施工する場合には、外殻シールドトンネル２の一部に全周にわたって外殻シールド発進基地３Ｂを設け、この外殻シールド発進基地３Ｂに資材供給装置１０を設置することで、回転ドラム１３の旋回領域を本線シールドトンネル１の外周側とすることができ、本線シールドトンネル１の断面を有効に使用することができる。しかも、資材供給装置１０を使用して外殻シールド機６の搬入・組立作業が可能となり、工期短縮を図ることができる。

【0049】

また、本実施の形態では、回転ドラム１３の旋回領域を本線シールドトンネル１の外周側とすることができ、本線シールドトンネル１内に回転ドラムが旋回することがないので、回転ドラム１３を使用した資材運搬時において本線シールドトンネル１の断面を有効に使用することができる。

【0050】

また、本実施の形態では、回転ドラム１３は内周レール１１と外周レール１２との両者によって内外から支持された状態でガイドレール１１、１２に沿って旋回することができるので、振れのない安定した旋回が可能となり、重量の大きな資材を回転ドラム１３によって運搬することができる。

【0051】

さらに、本実施の形態では、資材の供給時に資材投入部の位置に回転ドラム１３を旋回移動させることで、本線シールドトンネル１内部から回転ドラム１３の内部へ資材を供給することができる。回転ドラム１３はガイドレール１１、１２に案内されて旋回可能であるので、少なくとも１箇所の資材投入部を設けておくことにより、資材の供給を容易に行うことができる。

【0052】

また、本実施の形態では、ステージ１４上に供給される資材をガイドレール１１、１２の周方向の所定位置で回転ドラム１３の外方に移動させることができる。そのため、回転ドラム１３に対して資材を供給、搬出する作業を回転ドラム１３の外方で行うことができるので、作業効率を向上させることができる。

【0053】

さらに、本実施の形態では、ステージ１４の円弧面を回転ドラム１３の内面に沿って回転させることができるので、例えば回転ドラム１３の内面に沿う案内ガイドを配置しておき、この案内ガイドに沿ってステージ１４を旋回させることが可能となる。

【0054】

しかも、この場合、複数の回転ドラム１３をそれぞれガイドレール１１、１２上で単独で旋回させることが可能であることから、例えば一方の回転ドラム１３をガイドレール１１、１２の周方向の任意の位置に固定してシールド機の組立に使用し、他方の回転ドラム１３をガイドレール１１、１２の周方向の別の任意の位置で固定して資材の運搬等に使用するといった作業を行うことができ、複数箇所で同時に施工することができ、これにより施工効率の向上を図ることができる。

【0055】

上述のように本実施の形態によるシールドトンネルに用いる資材供給装置、及びトンネル施工方法では、シールドトンネルの外周部への資材の供給を効率よく行うことができ、資材供給に必要な占有面積を小さくすることで、施工効率の向上を図ることができる。

【0056】

以上、本発明によるシールドトンネルに用いる資材供給装置、及びトンネル施工方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では、資材供給装置１０のガイドレールとして、内周レール１１と外周レール１２を設けているが、いずれか一方であってもかまわない。
また、回転ドラム１３のドラム本体１３Ａ内に進退可能に設けられるステージ１４を省略することも可能である。
また、ステージ１４の形状として円弧版状であることに制限されることはなく、平版状のステージであってもよい。

【0057】

また、本実施の形態の資材供給装置１０では、回転ドラム１３をガイドレール１１、１２に対して３つを設けた構成としているが、この回転ドラム１３の数量は適宜設定することが可能であり、１つでも２つでも良いし、４つ以上あってもかまわない。

【0058】

また、円周シールド発進基地３Ａ、外殻シールド発進基地３Ｂの位置、大きさ等は、本線シールドトンネル１の外径などの条件に応じて適宜変更可能である。さらに、円周シールド機５の構成や、外殻シールド機６の台数、外径などの構成についても本実施の形態に制限されることはなく、任意に決定することができる。

【0059】

また、本実施の形態の資材供給装置１０は、大断面の道路トンネルを施工する場合の適用例であるが、これに限定されることはなく、他のシールドトンネルの施工に用いることも可能である。そして、上記地中空洞部を有する様々な規模、用途、形態のトンネルを施工する場合全般に広く適用できるものであるし、施工対象のトンネルにおける地中空洞部の規模や形態に応じて、また周辺環境等の諸条件を考慮して様々な設計的変更が可能である。

【0060】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

【符号の説明】

【0061】

１ 本線シールドトンネル
１Ａ 発進基地部
１ａ 外周面
１ｂ 資材投入口
２ 外殻シールドトンネル
３ 円周シールド発進基地（円周シールド発進部）
４ 外殻シールド発進基地（外殻シールド発進部）
５ 円周シールド機
６ 外殻シールド機
１０ 資材供給装置
１１、１２ ガイドレール
１３ 回転ドラム
１３Ａ ドラム本体
１３Ｅ 資材投入部
１４ ステージ
２０ 外殻体
Ｃ 筒軸
Ｋ 地中空洞部
Ｘ トンネル軸方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】