特許 6653497 動線シールドトンネル及び大断面地下空間の施工方法

(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】6653497

(24)【登録日】2020年1月30日

(45)【発行日】2020年2月26日

(54)【発明の名称】動線シールドトンネル及び大断面地下空間の施工方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20200217BHJP

   E21D 9/04 20060101ALI20200217BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/06 301D

   E21D9/04 F

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-56080(P2016-56080)

(22)【出願日】2016年3月18日

(65)【公開番号】特開2017-172117(P2017-172117A)

(43)【公開日】2017年9月28日

【審査請求日】2019年1月29日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 公開日 平成２７年１２月２２日（火） 掲載アドレス 国土交通省 関東地方整備局 東京外かく環状国道事務所ウェブサイト ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｔｒ．ｍｌｉｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｇａｉｋａｎ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（国土交通省関東地方整備局、東京外環トンネル地中拡幅部における技術開発業務（その７）、履行期間 平成２６年１１月６日〜平成２７年９月３０日、国土交通省関東地方整備局、東京外環トンネル地中拡幅部における技術開発業務（その１０）、履行期間 平成２６年１１月６日〜平成２７年９月３０日、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）

(73)【特許権者】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(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

(72)【発明者】

【氏名】青山 哲也

(72)【発明者】

【氏名】浜口 幸一

(72)【発明者】

【氏名】古井 正弘

(72)【発明者】

【氏名】増田 湖一

【審査官】 湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２１７９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１７９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０３１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０３１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３４８７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１２９４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０４３７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９８８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９８８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４４０５２６０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ ９／０６

Ｅ２１Ｄ ９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

本線シールドトンネルとランプシールドトンネルとの分岐合流部をなす地中拡幅部を施工する際に、該地中拡幅部の掘削予定位置の外側に、予め複数の外殻シールドトンネルを外殻シールド機を掘進させることでトンネル周方向に配列した状態で施工することにより、それら前記外殻シールドトンネルによって前記掘削予定位置を取り囲む外殻覆工体を構築し、該外殻覆工体の内側を掘削して大断面地下空間を施工する際に用いられる動線シールドトンネルであって、
前記ランプシールドトンネルから発進し、前記本線シールドトンネルの所定位置において円周方向に施工される地中発進基地へ向けて掘進され、
前記ランプシールドトンネルと前記地中発進基地とを接続するとともに、前記外殻シールド機が通過可能な内空断面を有していることを特徴とする動線シールドトンネル。

【請求項2】

本線シールドトンネルとランプシールドトンネルとの分岐合流部をなす地中拡幅部を施工する際に、該地中拡幅部の掘削予定位置の外側に、予め複数の外殻シールドトンネルを外殻シールド機を掘進させることでトンネル周方向に配列した状態で施工することにより、それら前記外殻シールドトンネルによって前記掘削予定位置を取り囲む外殻覆工体を構築し、該外殻覆工体の内側を掘削する大断面地下空間の施工方法であって、
前記ランプシールドトンネルを所定の到達位置に到達させる工程と、
前記ランプシールドトンネルから本線シールドトンネルの円周方向に施工される地中発進基地に向けて動線シールドトンネルを施工する工程と、
前記動線シールドトンネルが前記地中発進基地に到達した後に、該動線シールドトンネル内で前記外殻シールド機を搬送して前記ランプシールドトンネルから前記地中発進基地へ移動させ、前記地中発進基地の所定の発進位置に前記外殻シールド機を配置する工程と、
前記外殻シールド機を掘進して外殻シールドトンネルを設ける工程と、
を有することを特徴とする大断面地下空間の施工方法。

【請求項3】

前記動線シールドトンネルは、前記複数の外殻シールドトンネルのうちの１本として構成されることを特徴とする請求項２に記載の大断面地下空間の施工方法。

【請求項4】

前記動線シールドトンネル内を搬送される外殻シールド機は、掘削カッタを前記動線シールドトンネルの発進側に向けた状態で前記地中発進基地へ向けて後ろ向きに移動されることを特徴とする請求項２又は３に記載の大断面地下空間の施工方法。

【請求項5】

複数の前記外殻シールド機を前記動線シールドトンネル内で通過させ、
前記地中発進基地に到着した前記複数の外殻シールド機を、順次、前記地中発進基地の円周方向に沿って移動させて連続的に配置することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の大断面地下空間の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、動線シールドトンネル及び大断面地下空間の施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、大断面の道路トンネル等では、本設シールドトンネルからなる本線シールドトンネルとランプシールドトンネルの分岐合流部には大断面地下空間が構築されている。このような大断面地下空間の施工方法として、例えば特許文献１に示されるように、地中を掘削して大断面地下空間をなす地中空洞を施工するに際して、地中空洞の掘削予定位置の外側に、予め複数のルーフシールドトンネルを所定間隔で配列した状態で施工することにより、それらルーフシールドトンネルによって掘削予定位置を取り囲むシールドルーフ先受工を構築する方法が知られている。

【0003】

また、特許文献１には、地下空間を施工するに際して、その地下空間の掘削予定位置の外側に複数の外殻シールドトンネルを施工して、前記掘削予定位置を取り囲むシールドルーフ先受工を構築する方法であって、複数の外殻シールドトンネルは、予め既設トンネルの外周に沿って設けられる地中発進基地を使用して外殻シールド機を発進させる工法について記載されている。

【0004】

そして、このように道路トンネルの分岐合流部などの大断面地下空間を施工する際には、その外殻覆工をなす複数の外殻シールドトンネルを外殻シールド機を地中発進基地から掘進させることにより施工するため、外殻シールド機を地中発進基地内に配置する必要がある。通常、外殻シールド機は、先に施工した本線シールドトンネル内を搬送し、本線シールドトンネルに設けられた投入用開口部から地中発進基地に投入する方法により配置している。さらに、外殻シールドトンネルの施工中に発生する掘削土砂の搬出や資材の搬入においても本線シールドトンネルを使用して搬入出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４９５８０３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の大断面地下空間の施工方法では、本線シールドトンネルを使用して外殻シールド機を搬入させることのみならず、施工中の掘削土砂の搬出やセグメント等の資材の搬入においても本線シールドトンネルを使用している。そのため、本線シールドトンネル自体が施工中である場合には、これら外殻シールドトンネルに係る搬入出作業が制限されるという問題があった。
また、本線シールドトンネルにおける地中発進基地への投入用開口部は、外殻シールド機の移動が必要となり、大規模な補強が必要となることから、その点で改善の余地があった。

【0007】

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、外殻シールドトンネルの施工を他の施工と干渉させることなく行うことで、工期の短縮を図ることができ、しかも地中発進基地の補強を小規模に抑えることができる動線シールドトンネル及び大断面地下空間の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】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に係る動線シールドトンネルは、本線シールドトンネルとランプシールドトンネルとの分岐合流部をなす地中拡幅部を施工する際に、該地中拡幅部の掘削予定位置の外側に、予め複数の外殻シールドトンネルを外殻シールド機を掘進させることでトンネル周方向に配列した状態で施工することにより、それら前記外殻シールドトンネルによって前記掘削予定位置を取り囲む外殻覆工体を構築し、該外殻覆工体の内側を掘削して大断面地下空間を施工する際に用いられる動線シールドトンネルであって、前記ランプシールドトンネルから発進し、前記本線シールドトンネルの所定位置において円周方向に施工される地中発進基地へ向けて掘進され、前記ランプシールドトンネルと前記地中発進基地とを接続するとともに、前記外殻シールド機が通過可能な内空断面を有していることを特徴としている。

【0009】

また、本発明に係る大断面地下空間の施工方法は、本線シールドトンネルとランプシールドトンネルとの分岐合流部をなす地中拡幅部を施工する際に、該地中拡幅部の掘削予定位置の外側に、予め複数の外殻シールドトンネルを外殻シールド機を掘進させることでトンネル周方向に配列した状態で施工することにより、それら前記外殻シールドトンネルによって前記掘削予定位置を取り囲む外殻覆工体を構築し、該外殻覆工体の内側を掘削する大断面地下空間の施工方法であって、前記ランプシールドトンネルを所定の到達位置に到達させる工程と、前記ランプシールドトンネルから本線シールドトンネルの円周方向に施工される地中発進基地に向けて動線シールドトンネルを施工する工程と、前記動線シールドトンネルが前記地中発進基地に到達した後に、該動線シールドトンネル内で前記外殻シールド機を搬送して前記ランプシールドトンネルから前記地中発進基地へ移動させ、前記地中発進基地の所定の発進位置に前記外殻シールド機を配置する工程と、前記外殻シールド機を掘進して外殻シールドトンネルを設ける工程と、を有することを特徴としている。

【0010】

本発明では、先行して所定位置に到達したランプシールドトンネルを使用して動線シールド機を掘進させ、予め所定の位置に設けた地中発進基地に到達する動線シールドトンネルが施工される。つまり、ランプシールドトンネルと地中発進基地とが動線シールドトンネルによって接続されるので、この動線シールドトンネルを使用して複数の外殻シールド機をランプシールドトンネル側から地中発進基地内へと搬送することができる。すなわち、本線シールドトンネルを使用せずに外殻シールド機を地中発進基地内に搬送することが可能となる。また、外殻シールドトンネルの施工中における土砂搬出や施工に必要な資材搬出路としても動線シールドトンネルを利用することができる。
このように、動線シールドトンネルを設けることで、本線シールドトンネルの掘進施工に干渉するような他の作業をなくすことができる。そのため、外殻シールドトンネルと本線シールドトンネルの両施工を並行して効率よく行うことができ、施工全体の工期短縮を図ることができる。したがって、本線シールドトンネルがランプシールドトンネルよりも遅れて地中拡幅部の施工予定位置に到達する場合であっても、先に所定位置に到達したランプシールドトンネルより動線シールドトンネルを施工することで、外殻シールドトンネルの施工を開始することができ、大幅な工期の短縮を図ることが可能となる。

【0011】

また、本発明では、動線シールドトンネルが地中発進基地に直接接続するため、動線シールドトンネルが到達するための新たな到達坑を地中に設ける必要がなく、効率よく施工を行うことができる。
さらに、本発明では、動線シールドトンネルを使用して地中発進基地内に重量の大きな外殻シールド機を搬入することができる。そのため、本線シールドトンネル内と地中発進基地内とを連通する投入用開口部を使用して外殻シールド機を搬入する必要がなくなり、地中発進基地における投入用開口部の補強を小規模に抑えることができる。

【0012】

また、本発明に係る大断面地下空間の施工方法は、前記動線シールドトンネルは、前記複数の外殻シールドトンネルの１本として構成されることが好ましい。

【0013】

この場合には、施工した動線シールドトンネルを外殻シールドトンネルのうち１本として機能するので、外殻シールド機の搬送や外殻シールドトンネルの施工時の動線としての機能が完了した後に、動線シールドトンネルを撤去する必要がなくなり、効率的な施工を行うことができる。

【0014】

また、本発明に係る大断面地下空間の施工方法は、前記動線シールドトンネル内を搬送される外殻シールド機は、掘削カッタを前記動線シールドトンネルの発進側に向けた状態で前記地中発進基地へ向けて後ろ向きに移動されることが好ましい。

【0015】

この場合には、動線シールドトンネル内で搬送された外殻シールド機を、その搬送中の向きを変更することなく地中発進基地の円周方向に沿って移動させ、所定の発進切羽面の位置に配置させることができる。つまり、外殻シールド機の移動時に、その外殻シールド機の向きを変更する作業が不要となるので、工期の短縮を図ることができる。

【0016】

また、本発明に係る大断面地下空間の施工方法は、複数の前記外殻シールド機を前記動線シールドトンネル内で通過させ、前記地中発進基地に到着した前記複数の外殻シールド機を、順次、前記地中発進基地の円周方向に沿って移動させて連続的に配置することが好ましい。

【0017】

この場合には、動線シールドトンネルを使用して複数の外殻シールド機を連続的に地中発進基地へ移動させることができ、さらに地中発進基地に到着した複数の外殻シールド機を順次、円周方向に沿って移動させることで、複数の外殻シールド機を効率よく地中発進基地の所定の発進位置に配置することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明の動線シールドトンネル及び大断面地下空間の施工方法によれば、ランプシールドトンネルと地中発進基地とを動線シールドトンネルで接続し、この動線シールドトンネルを外殻シールドトンネル施工時の運搬等を施工用の動線として利用することができ、外殻シールドトンネルの施工を他の施工と干渉させることなく行うことで、工期の短縮を図ることができ、しかも地中発進基地の補強を小規模に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施の形態による地中拡幅部の施工状態を示す斜視図である。

【図2】動線シールドトンネルを使用した地中拡幅部の施工方法の全体概要を示す斜視図である。

【図3】図２に示す地中拡幅部の施工方法の全体概要を示す平面図である。

【図4】動線シールドトンネル内を地中発進基地へ向けて搬送する状態を示した斜視図である。

【図5】図３に示すＡ−Ａ線矢視図であって、地中発進基地をトンネル軸方向から見た正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態による動線シールドトンネル及び大断面地下空間の施工方法について、図面に基づいて説明する。

【0021】

図１乃至図３に示すように、本実施の形態による動線シールドトンネル及び大断面地下空間の施工方法は、例えば道路トンネルにおいて、予め地中に施工されている本線シールドトンネル１１に対してランプシールドトンネル１２が合流・分岐する箇所に地中拡幅部１を構築する施工に適用されている。

【0022】

この地中拡幅部１は、本線シールドトンネル１１及びランプシールドトンネル１２の外側に複数の外殻シールドトンネル１３、１３、…を、本線シールドトンネル１１のトンネル軸方向Ｘに平行な方向を中心軸とする円周方向Ｅに配列した状態で施工することによって、それら外殻シールドトンネル１３によって掘削予定位置を取り囲む外殻覆工体１Ａを構築し、さらに本線シールドトンネル１１及びランプシールドトンネル１２を取り囲む外殻覆工体１Ａの内側を掘削することにより構築される。外殻シールドトンネル１３は、外殻シールド機１４を掘進させることにより施工される。なお、本実施の形態では、本線シールドトンネル１１及びランプシールドトンネル１２は、周知のシールド工法により施工されている。

【0023】

本実施の形態では、地中拡幅部１の掘削予定領域における所定の到達位置に先にランプシールドトンネル１２を到達させ、このランプシールドトンネル１２の一部を拡幅して動線シールド発進基地１２Ａを施工するとともに、ランプシールドトンネル１２側に向けて掘進している本線シールドトンネル１１の所定の位置に外殻シールド機１４を発進させるための地中発進基地１５を施工する。そして、動線シールド発進基地１２Ａから動線シールド機（図示省略）を発進させて動線シールドトンネル３を施工し、その動線シールドトンネル３を使用して地中発進基地１５に外殻シールド機１４を搬入して設置する施工方法となっている。

【0024】

外殻シールド機１４は、図４及び図５に示すように、本線シールドトンネル１１の外側に円周方向Ｅに沿ってリング状に形成される地中発進基地１５を発進部として掘進される。
複数の外殻シールドトンネル１３は、図３に示すように、本線シールドトンネル１１及びランプシールドトンネル１２の外周の所定位置に設定される地中到達部に向かうように外殻シールド機１４を掘進させることにより施工される。

【0025】

地中発進基地１５は、周囲を凍結工法等で地盤改良した後掘削し、それと並行してコンクリートセグメント、鋼殻セグメント等を組み立てて構築される。発進基地１５は、外殻シールド機１４が発進可能な寸法に設定されている（図４及び図５参照）。なお、地中発進基地１５は、円周シールド掘削機を使用して構築しても良い。
地中発進基地１５のうち外殻シールド機１４の発進部分をなす複数の発進切羽面１５ａは、それぞれ施工時においてセグメント１０Ａにより外壁が形成されているが、適宜なタイミングで一般的なシールド工法と同様に切削カッタで切削可能な例えば炭素繊維入りコンクリート等の材料により施工しておく。なお、切削カッタで切削可能な材料からなる発進切羽面１５ａが予め組み込まれているセグメント１０Ａを使用することも可能である。
鋼殻セグメントを用いた場合の発進部分は、同様に切削可能な材料で施工する他、発進直前に取り外すことが可能な構造としておいても良い。

【0026】

ここで、地中発進基地１５の掘削は、バックホウ等を使用して従来方法で行い、セグメントの組立は専用機械等を用いる。また、この地中発進基地１５は、円周シールド掘削機を円周方向に掘進させることにより構築することも可能である。このような円周シールド掘削機を使用する場合には、掘削面にカッタを備えてトンネル線形が一定の曲線を描くように掘進させ、円周シールド掘削機の後方には筒状に組み立てられるセグメント１０Ａがトンネル掘進方向に連結され、円周シールドトンネル１０が順次延長されて構築される。

【0027】

動線シールドトンネル３は、図２及び図３に示すように、ランプシールドトンネル１２に施工される動線シールド発進基地１２Ａ内に不図示の動線シールド機を配置させ、地中発進基地１５における複数の発進切羽面１５ａのうち１箇所に向けて到達することにより施工される。これにより、ランプシールドトンネル１２と地中発進基地１５とが動線シールドトンネル３を介して連通した状態となる。また、動線シールドトンネル３の内径は、少なくとも外殻シールド機１４がランプシールドトンネル１２側から地中発進基地１５に向けて通過できる内空断面を有する寸法をなしている。
なお、動線シールドトンネル３は、複数の外殻シールドトンネル１３、１３、…のうちの１本として構成される。

【0028】

次に、上述した地中拡幅部１の施工方法について、図面に基づいて具体的に説明する。
本実施の形態の地中拡幅部１の施工方法は、図２及び図３に示すように、ランプシールドトンネル１２を所定の到達位置Ｐ１に到達させる工程と、ランプシールドトンネル１２から本線シールドトンネル１１の円周方向に施工される地中発進基地１５に向けて動線シールドトンネル３を施工する工程と、動線シールドトンネル３が地中発進基地１５に到達した後に、動線シールドトンネル３内で外殻シールド機１４を搬送してランプシールドトンネル１２から地中発進基地１５へ移動させ、地中発進基地１５の所定の発進位置に外殻シールド機１４を配置する工程と、外殻シールド機１４を掘進して外殻シールドトンネル１３を設ける工程と、を有している。

【0029】

具体的な地中拡幅部１の施工方法としては、地中拡幅部１の掘削予定位置において、本線シールドトンネル１１に対して分岐合流するランプシールドトンネル１２が施工されている。
先ず、ランプシールドトンネル１２の一部に動線シールド発進基地１２Ａを施工する。この動線シールド発進基地１２Ａは、分岐合流する本線シールドトンネル１１とは反対側の位置に設けられる。なお、図２及び図３において、ランプシールドトンネル１２を掘削したランプシールド機１２Ｂが示されているが、このランプシールド機１２Ｂは、ランプシールドトンネル１２の到達後、スキンプレートを残して動線シールド発進基地１２Ａの施工前又は施工後に解体され、ランプシールドトンネル１２の発進側に向けて搬出される。つまり、動線シールド発進基地１２Ａの施工時には、このランプシールド機１２Ｂは坑外に搬出された状態となっている。

【0030】

次に、ランプシールドトンネル１２の所定位置において、動線シールド機が発進可能な所定の大きさを有する動線シールド発進基地１２Ａを施工する。なお、動線シールド発進基地１２Ａの施工前には、動線シールド発進基地１２Ａの施工領域の周囲の地盤を薬液注入工や凍結工法などにより地盤改良部を施工してから掘削する。
その後、不図示の動線シールド機をランプシールドトンネル１２内で通過させ、搬送した動線シールド機を動線シールド発進基地１２Ａ内で組み立てて発進の準備施工を行う。

【0031】

そして、動線シールド発進基地１２Ａの施工と並行して、本線シールドトンネル１１が地中発進基地１５の施工予定位置を通過した適宜なタイミングで、本線シールドトンネル１１の周囲に前述した方法により外殻シールド機１４を発進させるための地中発進基地１５を設ける。

【0032】

地中発進基地１５は、動線シールドトンネル３の到達前までに施工されていればよく、上述した動線シールド発進基地１２Ａと並行に施工されることはなく、例えば動線シールドトンネル３の掘進中に施工されてもよい。
地中発進基地１５における外殻シールド機１４の発進部分に相当する発進切羽面１５ａは、一般的なシールド工法と同様にカッタで切削可能な材料により施工しておく。

【0033】

次に、動線シールド発進基地１２Ａに設置された動線シールド機をランプシールドトンネル１２から地中発進基地１５に向けて掘進させ、地中発進基地１５の１箇所の発進切羽面１５ａに到達させる。そして、到達した動線シールド機を地中発進基地１５内で解体し、本線シールドトンネル１１を使用して搬出する。これにより、ランプシールドトンネル１２と地中発進基地１５とが動線シールドトンネル３を介して接続された状態となる。

【0034】

次に、地中発進基地１５に外殻シールド機１４を配置し掘進させることで、複数の外殻シールドトンネル１３を施工する。複数の外殻シールドトンネル１３は、複数の外殻シールド機１４を同時、或いは並行に掘進させてもよいし、１本ずつ施工するようにしてもよい。地中発進基地１５内の所定の発進切羽面１５ａに配置される外殻シールド機１４は、ランプシールドトンネル１２内及び動線シールドトンネル３内を搬送させることにより設置される。つまり、組み立てられた外殻シールド機１４を、その後端１４ａを搬送方向の前方に向けた状態で、ランプシールドトンネル１２の坑口側から搬入し、動線シールド発進基地１２Ａを経由し、さらに動線シールドトンネル３内を搬送して地中発進基地１５内へ送り込む。ここで、図２及び図３等に示す矢印Ｆは、外殻シールド機１４の搬送方向を示している。このとき、動線シールドトンネル３内を移動される外殻シールド機１４は、掘削カッタを動線シールドトンネル３の発進側に向けた状態で地中発進基地１５へ向けて後ろ向きに移動される。

【0035】

そして、図５に示すように、地中発進基地１５内に送り込まれた外殻シールド機１４を円周方向Ｅに沿って移動させて所定の発進切羽面１５ａの位置に配置する。
なお、地中発進基地１５に到着した複数の外殻シールド機１４を、順次、地中発進基地１５の円周方向Ｅに沿って移動させて連続的に配置するようにしてもよい。

【0036】

次に、図２及び図４に示すように、地中発進基地１５に設置された外殻シールド機１４を１基ずつ、あるいは複数同時に掘進させることで複数の外殻シールドトンネル１３を施工する。そして、掘削土砂は地中発進基地１５を介して動線シールドトンネル３内に送り込まれて外部へ搬出し、掘進に必要なセグメント等の資材類も動線シールドトンネル３内から地中発進基地１５を介して外殻シールドトンネル１３内に搬入される。

【0037】

なお、外殻シールドトンネル１３の掘削土砂の搬出や、掘進に必要な資材類の搬入は、動線シールドトンネル３を用いることに限定されず、本線シールドトンネル１１を使用してもよいし、両方のシールドトンネル３、１１を使用してもかまわない。
このように、動線シールドトンネル３は、外殻シールドトンネル１３の１つと同じトンネル線形で施工されるので、外殻シールドトンネルとして機能することになる。

【0038】

その後、図３に示すように、全ての外殻シールド機１４が所定の地中到達部に到達したら、その地中到達部において外殻シールド機１４をスキンプレートを残した状態で解体して回収する。そして、円周方向Ｅに隣り合う外殻シールドトンネル１３、１３同士の間を凍結工法や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覆工体１Ａを構築する。さらに、外殻覆工体１Ａの地中到達部付近の内側に褄壁を構築する。なお、動線シールドトンネル３の発進基地１２Ａは褄壁の一部として使用する。

【0039】

次に、外殻覆工体１Ａによって囲まれる内側を掘削する。このとき、外殻覆工体１Ａの内側に位置する本線シールドトンネル１１、及びランプシールドトンネル１２のセグメントを解体、撤去し、地中拡幅部１を形成する。

【0040】

次に、上述した動線シールドトンネル及び大断面地下空間の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２及び図３に示すように、本実施の形態では、先行して所定位置に到達したランプシールドトンネル１２を使用して動線シールド機を掘進させ、予め所定の位置に設けた地中発進基地１５に到達する動線シールドトンネル３が施工される。つまり、ランプシールドトンネル１２と地中発進基地１５とが動線シールドトンネル３によって接続されるので、この動線シールドトンネル３を使用して複数の外殻シールド機１４をランプシールドトンネル１２側から地中発進基地１５内へと搬送することができる。すなわち、本線シールドトンネル１１を使用せずに外殻シールド機１４を地中発進基地１５内に搬送することが可能となる。また、外殻シールドトンネル１３の施工中における土砂搬出や施工に必要な資材搬出路としても動線シールドトンネル３を利用することができる。

【0041】

このように、動線シールドトンネル３を設けることで、本線シールドトンネル１１の掘進施工に干渉するような他の作業をなくすことができる。そのため、複数の外殻シールドトンネル１３と本線シールドトンネル１１の両施工を並行して効率よく行うことができ、施工全体の工期短縮を図ることができる。
したがって、本線シールドトンネル１１がランプシールドトンネル１２よりも遅れて地中拡幅部１の施工予定位置に到達する場合であっても、先に所定位置に到達したランプシールドトンネル１２より動線シールドトンネル３を施工することで、外殻シールドトンネル１３の施工を開始することができ、大幅な工期の短縮を図ることが可能となる。

【0042】

さらに、本実施の形態では、動線シールドトンネル３を使用して地中発進基地１５内に重量の大きな外殻シールド機１４を搬入することができる。そのため、図５に示すように、本線シールドトンネル１１内と地中発進基地１５内とを連通する投入用開口部１５Ａを使用して外殻シールド機１４を搬入する必要がなくなり、地中発進基地１５における投入用開口部１５Ａの補強を小規模に抑えることができる。

【0043】

また、本実施の形態では、動線シールドトンネル３が地中発進基地１５に直接接続するため、動線シールドトンネル３が到達するための新たな到達坑を地中に設ける必要がなく、効率よく施工を行うことができる。

【0044】

また、本実施の形態では、施工した動線シールドトンネル３を外殻シールドトンネル１３のうち１本として機能するので、外殻シールド機１４の搬送や外殻シールドトンネル１３の施工時の動線としての機能が完了した後に、動線シールドトンネル３を撤去する必要がなくなり、効率的な施工を行うことができる。

【0045】

さらに、本実施の形態では、動線シールドトンネル３内で搬送された外殻シールド機１４を、その搬送中の向きを変更することなく地中発進基地１５の円周方向Ｅに沿って移動させ、所定の発進切羽面１５ａの位置に配置させることができる。つまり、外殻シールド機１４の移動時に、その外殻シールド機１４の向きを変更する作業が不要となるので、工期の短縮を図ることができる。

【0046】

さらにまた、本実施の形態では、動線シールドトンネル３を使用して複数の外殻シールド機１４を連続的に地中発進基地１５へ移動させることができ、さらに地中発進基地１５に到着した複数の外殻シールド機１４を順次、円周方向Ｅに沿って移動させることで、複数の外殻シールド機１４を効率よく地中発進基地１５の所定の発進位置に配置することができる。

【0047】

上述のように本実施の形態による動線シールドトンネル及び大断面地下空間の施工方法では、ランプシールドトンネル１２と地中発進基地１５とを動線シールドトンネル３で接続し、この動線シールドトンネル３を外殻シールドトンネル１３の施工時の運搬等を施工用の動線として利用することができ、外殻シールドトンネル１３の施工を他の施工と干渉させることなく行うことで、工期の短縮を図ることができ、しかも地中発進基地１５の補強を小規模に抑えることができる。

【0048】

以上、本発明による動線シールドトンネル及び大断面地下空間の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、ランプシールドトンネル１２が先行し、このランプシールドトンネル１２に対して後から本線シールドトンネル１１が分岐合流部に到達するケースとしているが、このような施工に限定されることはない。つまり、先行して施工された本線シールドトンネル１１に対してランプシールドトンネル１２が分岐合流部に到達する場合であっても、そのランプシールドトンネル１２から動線シールドトンネル３を施工して地中発進基地１５に接続して、その動線シールドトンネル３を使用して外殻シールド機１４等を搬送する施工方法であってもかまわない。

【0049】

また、動線シールドトンネル３の位置、内径、本数等の構成は、外殻シールド機１４の外径、ランプシールドトンネル１２の位置等に応じて適宜、設定することが可能である。例えば、本実施の形態では、ランプシールドトンネル１２に１箇所の動線シールド発進基地１２Ａを設け、その動線シールド発進基地１２Ａから発進する１本の動線シールドトンネル３を設ける施工方法としているが、これに限定されることはない。本線シールドトンネル１１の到達が大きく遅れている場合には、ランプシールドトンネル１２の複数箇所、あるいは大きな動線シールド発進基地１２Ａを設けておき、複数の動線シールドトンネル３を地中発進基地１５に接続し、それら複数の動線シールドトンネル３を使用して外殻シールド機１４を地中発進基地１５に搬送して外殻シールドトンネル１３を施工することで、工期の短縮を図ることが可能である。

【0050】

そして、地中発進基地１５の施工法として、周囲を地盤改良して在来工法により掘削しセグメントを組み立てる方法や断面矩形状の円周シールド掘削機を掘進させることによる円周シールドトンネル１０を構築する方法を対象としているが、シールド掘削機を用いた施工に制限されることはなく、拡大シールド等他の方法により施工したものであってもかまわない。

【0051】

さらにまた、本実施の形態で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、上述したような大断面地下空間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大断面地下空間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。

【0052】

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】

【0053】

１ 地中拡幅部
１Ａ 外殻覆工体
３ 動線シールドトンネル
１０ 円周シールドトンネル
１１ 本線シールドトンネル
１２ ランプシールドトンネル
１２Ａ 動線シールド発進基地
１３ 外殻シールドトンネル
１４ 外殻シールド機
１５ 地中発進基地
１５Ａ 投入用開口部
１５ａ 発進切羽面
１０Ａ セグメント
Ｅ 円周方向
Ｘ トンネル軸方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】