特許 6249620 拡幅トンネルの構築方法と拡幅シールド機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6249620

(24)【登録日】2017年12月1日

(45)【発行日】2017年12月20日

(54)【発明の名称】拡幅トンネルの構築方法と拡幅シールド機

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20171211BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/06 301D

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-66379(P2013-66379)

(22)【出願日】2013年3月27日

(65)【公開番号】特開2014-190038(P2014-190038A)

(43)【公開日】2014年10月6日

【審査請求日】2016年3月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000228811

【氏名又は名称】日本シビックコンサルタント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081514

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 一

(74)【代理人】

【識別番号】100082692

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵合 正博

(72)【発明者】

【氏名】小山 幸則

(72)【発明者】

【氏名】大塚 孝義

(72)【発明者】

【氏名】田家 学

(72)【発明者】

【氏名】近藤 紀夫

(72)【発明者】

【氏名】加島 豐

【審査官】 大熊 靖夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２９４２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１８４２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０３０３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−１４２８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３０７４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３９１６６３０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４９２９１２３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ ９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

並行するトンネル間を掘削してトンネル領域を拡幅する方法において、
前記並行トンネルの上部間に設置した拡幅シールド機を前記並行トンネルの軸方向に沿って掘進する工程と、
前記拡幅シールド機の下に位置する前記並行トンネルの上部セグメントを取り外す工程と、
前記取り外し後に残された各並行トンネルの残置セグメント間に連結セグメントを組み立てる工程と、
前記拡幅シールド機の掘進とともに、その掘進下部の地山を掘削する工程と、
前記掘進下部の地山を掘削した後、次段階として前記拡幅シールド機を前記並行トンネルの軸方向に沿って掘進するに当たり、前記拡幅シールド機の両端部が前記並行トンネルの既設セグメントを跨いで載置して掘進する工程と、
よりなることを特徴とする拡幅トンネルの構築方法。

【請求項2】

前記並行トンネル間にある拡幅シールド機の掘進下部の地山掘削に先行して、先行トンネルを設置する工程を付加することにより、拡幅前の地山からの地下水や掘進機の掘削により生じる掘削土を並行トンネルの後方に搬送するようにした請求項１に記載の拡幅トンネルの構築方法。

【請求項3】

上記請求項１又は２の拡幅トンネルの上部構築の工程の前又は後に、並行トンネルの下部を拡幅していく工程を付加する拡幅トンネルの構築方法。

【請求項4】

並行トンネルの上部間を掘進する拡幅シールド機であって、
該拡幅シールド機の前進方向前部に形成され、略弧状の上板と、前記並行トンネルの上部に沿った形状の下板と、前端部において前記上板及び下板の間に接続された隔壁とを含む、略弓形断面の掘進部と、
前記掘進部の後方において、前記拡幅シールド機の下部位置に設けられた作業床上に設置され、トンネル軸方向とトンネル軸と交差する方向に移動可能なセグメント組立装置と、により形成され、
前記隔壁の略中央下部に配設され排土を隔壁後方へ搬送する排土装置と、
前記隔壁の後部と前記セグメント組立装置により組み付けられた先端のセグメントとの間に設けられたジャッキと、を備え、
前記隔壁の後部に設けられたジャッキは、複数個が前記上板の弧状に沿って、拡幅シールド機の両端部まで配置されていることを特徴とする拡幅シールド機。

【請求項5】

前記掘進部には、前記拡幅シールド機の両端に設けられ、前記略弧状の上板と、前記並行トンネルの上部に沿った形状の下板とを接続する側板（２１）と、
略弧状の上板の下部位置に配置され、回転軸をトンネル軸方向に合致されたカッタヘッドと、
前記カッタヘッドの両側において、トンネル軸側からトンネル直径方向外方へ向けて整列して延設された複数のスクリュー掘削装置であって、前記トンネル軸側の一スクリュー掘削装置のトンネル直径方向外端部と、このスクリュー掘削装置のトンネル直径方向外方に隣接して延びる他のスクリュー掘削装置のトンネル直径方向内端部とが一部重合して延長するスクリュー掘削装置とが設けられ、
前記隔壁は前記カッタヘッドと前記スクリュー掘削装置の背面に設けられて推進部を形成しており、
前記掘進部に設けられたスクリュー掘削装置は拡幅シールド機の両端部まで配置されていることを特徴とする請求項４に記載の拡幅シールド機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、並行トンネル間を掘削してトンネル領域を拡幅するトンネルの拡幅方法とそれに用いる拡幅トンネルのシールド機に関する。

【背景技術】

【0002】

本線トンネルとランプトンネルとを拡幅する方法、又は複数の並行トンネルを駅舎などで分岐又は集合する場合の拡幅方法として、既に多くの技術が用いられている。その技術の一つとして特許第４４７１５２１号が提示されている。

【0003】

また、本願の出願人も特願２０１２−２２５４３４として出願している。

【0004】

しかしながら、前者のシールド工法による発明は二本の導孔間の拡幅部における掘削断面が多数のカッターやカッタービットを着設し、しかもその掘削断面の両端部に支保構造（セグメント）の一部を切削する破砕ロータを設けることで、設備が大掛かりになり工費が嵩むという欠点がある。

【0005】

また、後者のトンネル拡幅部構築方法では、トンネル間の地山を先行区間と後行区間に分け、それぞれを交互に掘削して行く地山の掘削方法に関するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４４７１５２１号

【特許文献2】特願２０１２−２２５４３４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、並行するトンネル間を拡幅する方法として、特許文献１の発明のようにシールド機の両側にある破砕ローラが複雑で高価な構造を用いず、シールド機の前部で地山を掘削し、その後部で拡幅する連結セグメントを巻装する簡素な構造でスピーディな仕上げを行なうことができる拡幅トンネルの構築方法とその施工に使用する拡幅シールド機を提供せんとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の請求項１は、前記課題を解決したものであり、その要旨は、並行するトンネル間を掘削してトンネル領域を拡幅する方法において、前記並行トンネルの上部間に設置した拡幅シールド機を前記並行トンネルの軸方向に沿って掘進する工程と、前記拡幅シールド機の下に位置する前記並行トンネルの上部セグメントを取り外す工程と、前記取り外し後に残された各並行トンネルの残置セグメント間に連結セグメントを組み立てる工程と、前記拡幅シールド機の掘進とともに、そのシールド機下部の地山を掘削する工程と、前記掘進下部の地山を掘削した後、次段階として前記拡幅シールド機を前記並行トンネルの軸方向に沿って掘進するに当たり、前記拡幅シールド機の両端部が前記並行トンネルの既設セグメントを跨いで載置して掘進する工程と、により、拡幅トンネルの上部を構築する。

【0009】

請求項２の発明は、並行トンネル間にある拡幅シールド機の掘進とともに、その掘進下部の地山掘削に先行して、その下方に先行トンネルを設置することで、拡幅前の地山からの地下水や掘削による掘削土を前記先行トンネルの後方に搬送することができるようにしている。

【0010】

請求項３の発明は、拡幅トンネルの上部構築の工程の前又は後に、並行トンネルの下部を拡幅する工程を付加することで、拡幅トンネルを構築していく。

【0011】

請求項４の発明の拡幅シールド機は、拡幅シールド機の前進方向前部に形成され、略弧状の上板と、前記並行トンネルの上部に沿った形状の下板と、前端部において前記上板及び下板の間に接続された隔壁とを含む、略弓形断面の掘進部と、前記掘進部の後方において、前記拡幅シールド機の下部位置に設けられた作業床上に設置され、トンネル軸方向とトンネル軸と交差する方向に移動可能なセグメント組立装置と、により形成され、前記隔壁の略中央下部に配設され排土を隔壁後方へ搬送する排土装置と、前記隔壁の後部と前記セグメント組立装置により組み付けられた先端のセグメントとの間に設けられたジャッキと、を備え、
前記隔壁の後部に設けられたジャッキは、複数個が前記上板の弧状に沿って、拡幅シールド機の両端部まで配置されていることを要旨とする。

【0012】

請求項５の発明は、前記請求項４に付加して略弓形状断面を掘削するために、前記掘進部には、前記拡幅シールド機の両端に設けられ、前記略弧状の上板と、前記並行トンネルの上部に沿った形状の下板とを接続する側板と、略弧状の上板の下部位置に配置され、回転軸をトンネル軸方向に合致されたカッタヘッドと、前記カッタヘッドの両側において、トンネル軸側からトンネル直径方向外方へ向けて整列して延設された複数のスクリュー掘削装置であって、前記トンネル軸側の一スクリュー掘削装置のトンネル直径方向外端部と、このスクリュー掘削装置のトンネル直径方向外方に隣接して延びる他のスクリュー掘削装置のトンネル直径方向内端部とが一部重合して延長するスクリュー掘削装置とが設けられ、前記隔壁は前記カッタヘッドと前記スクリュー掘削装置の背面に設けられて推進部を形成しており、前記掘進部に設けられたスクリュー掘削装置は拡幅シールド機の両端部まで配置されていることを要旨とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明の請求項１乃至３は、並行トンネルの上部間に拡幅シールド機を設置してトンネル軸方向に掘進し、当該拡幅シールド機直下の並行トンネルの上部セグメントを取り外してから、その取り外しにより残された残置セグメント間に新たな連結セグメントを組み立てるとともに、前記拡幅シールド機の下部の地山を掘削する。これにより、その前部で安定した状態で地山を掘削し、後部では新たな連結セグメントを安全で正確に、かつ拡幅トンネルを施工できる。

【0014】

本発明の請求項４は、拡幅シールド機の前部に、略弧状の上板と、前記並行トンネルの上部に沿った形状の下板とを含む、略弓形断面の掘進部を形成し、その後部上板内に複数のジャッキを備えた拡幅シールド機であり、そのジャッキを伸縮して既設の連結セグメントからの反力をとり、拡幅シールドの推進と地山の掘削により、短期間で拡幅トンネルを構築することができる拡幅シールド機を提供できるようにしたものである。

【0015】

本発明の請求項５は、前記請求項４の掘進部には、隔壁に備えた中央位置にカッタヘッドと、その両側に平面から見て一部重合させて延長したスクリュー掘削装置とを備え、その後部には掘進用のジャッキを複数設置した、拡幅シールド機により、比較的堅固な地盤においても施工できるようにした拡幅シールド機であるので、地下水のある地盤でも掘進が可能である。シールドの切羽掘削を人力を用いずに機械で行なうことで、安全に掘削が可能で、又地盤改良区間も少なくできるので経済性に優れ、工期短縮が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第1実施例における本発明の拡幅シールド機を用いたトンネルの拡幅状態を示す概略斜視図である。

【図2】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図3】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図4】図１のＣ−Ｃ断面図である。

【図5】図４の縦断面図である。

【図6-1】図５のＤ−Ｄ断面図で、拡幅シールド機の側板付近の上板後方において、連結セグメントの上方と地盤間に裏込材を注入した説明図である。

【図6-2】拡幅シールド機の断面中央部付近における連結セグメントの側部外側と上板間の説明図である。

【図7】本発明の拡幅セグメントと、下部のトンネル固定部の構築を示す断面図である。

【図8】図３とは別の実施例２であり、連結セグメントの組立装置の説明図である。

【図9】図２とは別の実施例３であり、左半部は正面より視たカッタヘッドとスクリュー掘削装置を備えたもので、右半分は後面より視た図である。

【図10】図９の右半部を左半部と同じにしたＥ−Ｅ断面図である。

【図11】実施例３の縦断面を示す図である。

【図12】図９〜図１１におけるスクリュー掘削装置の掘削ビットの説明図である。

【図13】図２の並行トンネルにおける一方のトンネル径を他方のそれより小さくしたものである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の特徴として、その拡幅シールド機は、略弧状の上板と下板とにより、略弓形断面を形成し、又は、前記略弓形断面にカッタヘッドの両側にスクリュー掘削装置を付けた、略弧状断面の掘進部を備え、その後方に複数設置したジャッキにより、既設の並行するトンネル間を拡幅シールド機でトンネル軸方向に掘削し、拡幅シールド機の後部において既存の連結セグメントに沿って新たな連結セグメントを組み立てる拡幅トンネルの掘進機と、それを用いたトンネルの拡幅方法とがある。
以下、各種実施例のシールド機と、それを用いたトンネルの拡幅方法について説明する。

【実施例】

【0018】

〔実施例１〕
図１乃至図６−１，６−２における、既設の並行トンネル５０，６０の上部を跨いで載置する拡幅シールド機Ａは、いわゆる開放型シールド機である。この拡幅シールド機Ａは、切羽の自立性の高い地盤又は地盤改良された地盤３４など、切羽の安定が保たれる地盤で用いられ、その切羽を直接、あるいは小型の掘削具を用いて人力で掘削し、推進する。そして拡幅シールド機Ａには、略弧状の上板１と、両端部をトンネル５０，６０の既設セグメント１４の上部の外径に沿う形状を有する下板２に、また、必要により両端の側板２１を含む複数の仕切フレーム３を介在し、拡幅シールド機Ａの前部に上板１、下板２、側板２１及び仕切りフレーム３で形成された隔壁８前方フード４内の掘進部に掘削室１０を形成する。また、フード４にある上板、下板、あるいは側板の先端に、切削刃４’を取り付けることもできる。このシールド機Ａの横断面は略弓形である。この例では、上板と下板を仕切フレーム３と、これらの後部にある隔壁８で掘削室１０を仕切っているが、上板、下板の構造によっては、仕切フレーム３が不要な場合もある。図１と２では、上板１と下板２の両端に側板を２１を設けているが、上板の端部を湾曲させて、下板と接合して、弓形状断面を形成しても良い。掘削室１０の前面の地盤３４における切羽５は、掘削室１０において人力あるいは、ビックハンマーなどの掘削具を用いて掘削する。前記した掘削室１０の後部の隔壁８とその後方にある補強リブ１１間の作業室１２にジャッキ９を設置して拡幅シールドを推進させる。

【0019】

図４に示すように、前記掘削室１０の下部には、断面水平方向両端から中央に掘削土砂を運ぶ１対のベルトコンベア２０と、それとクロスした前中央にトンネル軸方向のベルトコンベア６とにより、掘削土砂を後方へ搬送する。ベルトコンベア６は、隔壁８の下部に設けた開口部７を通り、作業室１２の下部に設けた土砂ホッパー１２’に掘削土砂を落すようにしている。土砂ホッパー１２’の下部には、開口１２−１があり、前記拡幅シールド機Ａの掘進と併行して、シールド機の下部の地山４０を既知の掘削手段により掘削して形成した下部掘削部１６へ掘削土砂を落す。このために、土砂ホッパー１２’の下部に、開口蓋を設けると好適である（図示せず）。下部掘削部１６に落された掘削土砂は、既往の土砂積込・運搬装置により、後方へ搬出される（図示せず）。

【0020】

隔壁８とその後方にある補強リブ１１間の作業室１２にあるシールドジャッキ９を多数本設置し（図３と図４では１本の連結セグメント１３間に２本づつ１４本記載されている）、ジャッキ９のスプレッダー９−１を補強リブ１１の後方にある連結セグメント１３に当接して、ジャッキ９を伸長しながら、拡幅シールド機Ａを推進させ、ジャッキ９を収縮することで、できたスペースに新たな連結セグメント１３を拡幅トンネルの天井部として組立てて、拡幅シールド機Ａを推進する。
また、前記拡幅シールド機Ａの下板２は、前記したように、トンネル５０，６０の上部にある既設セグメント１４の外径（外周面）に沿った形状を有することにより、既設セグメント１４を跨いで接触載置して掘進するか、下板２をわずかな未切削土砂を介して載置することにより、拡幅シールド機Ａを掘進する。このため、少なくとも２箇所当該並列トンネルのセグメントに支持されるので、拡幅シールドを正しい姿勢で掘進することができ、正確かつ容易に連結セグメントを組立てることができる。なお、拡幅シールド機がトンネル５０，６０の上部セグメント１４から離脱しないように、セグメント１４上と下板２下に軌道（図示せず）を設けておくこともできる。
下板２は、掘進する周囲の地盤が自立性が高く、地下水も少なく、漏水もない地盤の場合、全面板状である必要はなく、橇のように部分的に隙間を有する部分板状のものであっても良い。

【0021】

図１乃至図４に示される、拡幅トンネルの拡幅シールド機Ａの下方にある既設トンネル５０，６０間の下部地盤４０に、それより径の小さい先行トンネル１５を、拡幅トンネルに先行して設置しておき、この先行トンネル１５は、例えば当初実施された地盤改良の効果を確認したり、地盤改良の結果残留した溜り水などを排水するために、図２に示す地盤４０からの出水を導管１７で導く。またトンネル内にレールを敷設して掘削土を排出する台車１８を設置しておくこともできる（図３）。
先行トンネル１５は、既知のシールド工法あるいは推進工法で、築造しても良い。なお、地盤が自立性が高い場合には、先行トンネルを設けなくても良い。

【0022】

拡幅シールド機Ａの前部にある下板２は、図２に示すように、既設の並行トンネル５０，６０間に跨いで設置し、後部の下板２下側では、図３に示すように、並行トンネル５０，６０のセグメント１４にある上部セグメント１４−１を取り外し、地盤１６を掘削してからセグメント組立装置２２で、上部セグメント１４−１より大径の連結セグメント１３を例えば周知のボルト、ナットによって並行トンネル間に拡幅したトンネルとして架け渡して組立てるようにしている。

【0023】

並行トンネル５０，６０内には、それぞれのトンネルの両側に縦桁２３が予め設置され、又トンネル内の水平方向上下に横桁２５、２６が設けられている。これらは、連結トンネルを築造するにあたり、並行トンネルのセグメントの取り外しに伴いトンネル形状を維持するための補強材である。また、上側の横桁２６上部には作業床版２４を取り付ける。
間隔を置いて設置した下側横桁２５の直角方向（つまりトンネル軸方向）に、２本のレール２８を敷設する。このレール２８の上に移動可能な移動台車２９をそれぞれ設置する。また、各並行トンネル５０，６０内には、下側横桁２５と間隔を置いて、横桁２５と併行する作業床２４上に２本づつレール３６をトンネル軸方向に敷設して、各並行トンネル５０，６０に２台の移動台車３５を載置する。この移動台車３５上には、前記上部セグメント１４−１を取り外して並行セグメント５０，６０間の地盤４０を掘削してから、並行トンネル５０，６０間にレール桁２７（レールが設けられた桁）を据えつける。この移動台車３５は、レール桁２７上に移動可能なセグメント組立装置２２を設置する。既存のセグメント組立装置２２は、連結セグメント１３を把持し、所定の組立位置へ持ち上げて、連結セグメント１３を並行トンネル間に組立てることを可能にしたものである。

【0024】

前記並行トンネル５０，６０間の地盤４０を掘削した掘削土砂は、横桁２５上のレール２８上を走行する鋼車２９により、トンネル後方に搬送されるようにしている。

【0025】

なお、図６−１、図６−２に示すように、拡幅シールド機Ａの後部における上板１と下板２間のトンネル軸方向に設置した裏込注入管３０により、連結セグメント１３と地盤１６間の空隙へコンクリートの裏込材３１が注入される。
裏込材を注入する時、連結セグメント１３とシールドテール部の内板（２−１）の間から、シールド機内に漏出するのを防止するためにテールシール（３１−１）が設けられる。なお、３１−２は、テール部の妻板であり、空隙高さが大きい場合に設ける。

【0026】

図７は、本発明の拡幅シールド機Ａを用いてトンネル５０，６０間を拡幅したものである。トンネル５０，６０間の下部に地盤改良材３２を施してから、セグメント１４−２を取り外し、トンネル５０，６０の外周部の掘削区域を既往の手段で掘削する。そして場所打ちコンクリート３３を打設してトンネル固定部を築造する。

【0027】

〔実施例２〕
図８は、実施例１の拡幅シールド機Ａとは別のセグメント組立体３９の後部機構（図３とは別の実施例）を用いた拡幅トンネルＡ’の横断面図である。
本発明の拡幅シールド機Ａ’の後部は、上板１と同心円的に形成されたレール３６と、これと同心円でやや小径に形成されたレール３７を一定間隔で敷設し、その間をセグメント組立装置３９の移動空間３８とし、この空間３８内の前記レール３６とレール３７に沿って移動自在なセグメント組立装置２２’により、連結セグメント１３を連結して組立てる。

【0028】

〔実施例３〕
図９乃至図１２は、実施例１の前部機構に掘削装置を付加した、更に別の拡幅シールド機Ｂの前部機構である。ここでの拡幅シールド機Ｂに配設された回転型掘削装置により、比較的硬い地盤、あるいは、そこで地下水の多い地盤３４の切羽を掘削する。

【0029】

図９は、実施例１の拡幅シールド機Ａに後述する前部機構を付加した拡幅シールド機Ｂの上板１と下板２間の隔壁８の前部中央に、掘削するトンネル軸方向の前面に多数のカッター刃４２を設置したカッタヘッド４３を回転させる回転軸４１を駆動部としてのモーター４４で回転させる。このカッタヘッド４３の両側には、複数のスクリュー掘削装置４６を配置する。このスクリュー掘削装置４６は、駆動モーター４５で回転し、スクリュー掘削ビット４８で地盤を掘削する。そして、スクリュー掘削装置４６のスクリュー羽根４７の回転により、掘削ズリをシールド断面の中央へ移動させる。図１０は、隣接する左右４個ずつのスクリュー掘削装置４６を平面から見て一部重合して並設し（図１０）、これを正面から見ると左右に各３台のスクリュー掘削装置を重合して設置している（図９）。
このスクリュー掘削装置４６は、その一部が重合して設置されているので、両端部からの掘削ズリをスクリュー装置４６で中央へ移動させながら掘削が可能である。

【0030】

図１１は、前記図９、図１０の拡幅シールド機Ｂを用いて地盤４０を掘削している状態の縦断面図（実施例１の図５に対応）である。なお、スクリューコンベア４９は、前記実施例のベルトコンベア６に代わるもので、掘削ズリは掘進部と作業室を仕切る隔壁８に取り付けられたスクリューコンベア４９から作業室１２内に取り込むようにしている。この例では、スクリュー掘削装置４６及びカッタヘッド４３で掘削した掘削ズリは、添加材の注入と攪拌により、塑性流動性のある泥土に変換されるため、圧力を持っていても水と異なり地山とシールド下板２の間から、前記下部掘削部１６へ侵入しない。特に、通常のカッタヘッド４３の両側の弧状にしたスクリュー掘削装置４６は、図９のように、下から横方に３台（図１０では４台）を一部重複して支持台４８に枢着して設置され、これらにより切羽を掘削する。
なお、図１２は前記スクリュー掘削装置４６を横断したもので、スクリュー掘削装置４６の外縁に多数のビット４８を配置する。このようにして、スクリューの回転と拡幅シールド機の前進によって、切羽を掘削することができる。そして、拡幅シールド機の中央下部には、トンネル軸方向に平行して排土用スクリューコンベア４９を配置している。回転モーター４９−１の回転により、掘削された掘削ズリは、拡幅シールド機Ｂの後方へ送られ、下板２に設けた排土口４９−２より下方に形成された下部掘削部１６へ落下する（図１１）。
これより以降は、実施例１と同様である。

【0031】

図１３は、並行トンネルのうち径の大きい方が、道路トンネルにおける本線トンネル３００で、径の小さい方がランプトンネル４００であり、それぞれのトンネル上部に拡幅する拡幅シールド機Ｂは、その下板２００を各トンネルの上形に沿って載置される。そして拡幅シールド機Ｂは、６本の仕切フレーム３０１と両端の側板２０１を下板２と上板１との間に配置されている。その他は、実施例１と同じである。

【0032】

以下に、実施例１乃至３の拡幅シールド機を用いたトンネルの拡幅方法について説明する。
まず、図５に示すように、従来技術を用いて、拡幅区間の始点又は終点の端部にある並行トンネル５０，６０の上部１４−１を取り外して、手掘りあるいは掘削重機で地山を掘削し、トンネル拡幅部の発進基地７０、反力壁７１、周壁７１−１、及び坑口コンクリート７２を構築して発進基地７０が築造される。ついで、拡幅シールド工法の地中発進と同様に、発進基地７０内に発進架台を設置し、拡幅シールドＡ，Ａ’,Ｂの部品を順次地上より並列シールド内に運搬し、発進架台上で組み立てて連結シールドを製作する（図示せず）。拡幅シールド機後方で連結セグメントを１リング以上組立て、その後方と反力壁に推力伝達枠を組立てる。次いで、坑口コンクリートを研り、地山を露出させて、拡幅シールド機を掘進する。

【0033】

拡幅シールド機は、地山３４を掘削しつつ、シールドジャッキ９を伸長することにより推進される。それと併行して、拡幅シールド機の下方の地山４０を掘削して、上記シールド掘削土砂が排出されて下部掘削部１６を形成し、かつ、各セグメントを搬入、組立てる作業空間が確保される。

【0034】

この際、拡幅シールド機Ａ，Ａ’，Ｂの前部は地山３４中にあるが（図２）、その後部の下方は、前記したように別に併行して掘削されており、並行トンネル５０と６０、１００と２００、又は３００と４００の上部セグメント１４−１を取り外して、連結セグメント１３を組み立てる。

【0035】

上部セグメント１４−１を取り外してからは、前記伸長したシールドジャッキ９を収縮し、図３、図８に見られるように、トンネル拡幅用の連結セグメント１３の一端を、セグメント１４−１の取り外しにより残された方の残置セグメント１４の一端に継合し、上板１に沿って並行トンネル間に連結セグメント１３を組立てる。詳しくは、各並行トンネルの後方からレール２８上のセグメント台車で搬送された個々の連結セグメント１３を、作業床２４上にあるトンネル軸方向のレール２６上を走行する移動台車３５によりセグメント組立装置２２、２２’まで移動し、セグメント組立装置２２、２２’で連結セグメント１３を持ち上げ、連結セグメント１３を弧状に組み立てる。
本実施例において、切羽を掘削する回転型掘削装置は、いずれも回転モーター部分を密閉型にしておくことにより、切羽部分と隔壁８,８’によってシールド後部と区画することで既往の土圧式（泥土圧を含む）拡幅シールド機として使うことができる。これによれば、切羽の安定性も良くなるため、より地盤改良区間を低減することが可能となり、工期短縮、工費低減に資することができる。

【0036】

拡幅シールド機の掘進→下部地盤掘削→並行トンネル上部セグメント取外し→連結セグメント組立→拡幅シールド掘進と順次工程が所要の連結トンネル区間において終了すると、拡幅トンネルの上部を完成するが、その後は両トンネル下方の地盤を改良し、図７に示すように並行トンネル５０と６０、１００と２００、又は３００と４００との相対する側の上部セグメント１４−１を取り外して、両トンネル間の地山１６，４０を掘削し、場所打ちコンクリート３３を打設してトンネル下部固定部を築造する。

【産業上の利用可能性】

【0037】

本発明は、道路用の本線トンネルとランプトンネルの他に、鉄道用の上下線トンネルなどの拡幅工事にも適用することができる。

【符号の説明】

【0038】

１ 拡幅シールド機の上板
２ 拡幅シールド機の下板
３ 拡幅シールド機の仕切フレーム
８ 先部隔壁
９，４５ 伸縮ジャッキ
１１ 後方隔壁
１３ 連結セグメント
１４ 並行トンネルの残置セグメント
１４’ 並行トンネルの上部セグメント
３４、４０ 地盤
２１ 拡幅シールド機の側板
４３ カッタヘッド
４６ スクリュー掘進機
５０,６０，１００，２００，３００，４００・・・ 並行トンネル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6-1】

【図6-2】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】