(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】
(24)【登録日】2024-11-11
(45)【発行日】2024-11-19
(54)【発明の名称】反力受け装置及び発進方法
(51)【国際特許分類】
E21D 9/06 20060101AFI20241112BHJP
E21D 11/08 20060101ALI20241112BHJP
【ＦＩ】
E21D9/06 301C
E21D11/08
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2021080605
(22)【出願日】2021-05-11
(65)【公開番号】P2022174655
(43)【公開日】2022-11-24
【審査請求日】2024-03-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000166432
【氏名又は名称】戸田建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001151
【氏名又は名称】あいわ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】町谷 英樹
(72)【発明者】
【氏名】天竺 晃
(72)【発明者】
【氏名】古屋 諒
(72)【発明者】
【氏名】村上 恵美
(72)【発明者】
【氏名】竹内 和彦
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 智弘
(72)【発明者】
【氏名】柴田 靖
(72)【発明者】
【氏名】小林 修
(72)【発明者】
【氏名】中山 卓人
(72)【発明者】
【氏名】請川 誠
【審査官】七字 ひろみ
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－８３７５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－６３８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－３７６５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５９－１０２０９４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ２１Ｄ ９／００－１９／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
既設トンネルから前方に前記既設トンネルより小さい小径シールド掘進機を発進させるための反力受け装置であって、前記既設トンネルの前端面に当接する既設トンネル当接面と、前記既設トンネルの内周面より内側に突出する内側突出部と、を有するとともに前記既設トンネルの前端面に設けられる前側部材と、
前記小径シールド掘進機のシールドジャッキからの押圧力を受けるジャッキ押圧面を有するとともに前記既設トンネルの内周面より内側に設けられる後側部材と、を備えており、
前記前側部材は、前記内側突出部に後方を向く後方当接面を有し、
前記後側部材は、前方を向く前方当接面を有し、
前記前側部材と前記後側部材とは、前記後方当接面と前記前方当接面とを当接させて固定される
ことを特徴とする反力受け装置。
【請求項2】
前記既設トンネルは前記小径シールド掘進機を内部に収納可能な親シールド掘進機によって構築されたものであって、前記前側部材は、前記親シールド掘進機のテールスキンプレートの内側に固定される
ことを特徴とする請求項１に記載の反力受け装置。
【請求項3】
前記後方当接面は、前記既設トンネル当接面より後方に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の反力受け装置。
【請求項4】
前記前側部材及び前記後側部材は、それぞれ前記既設トンネルの周方向に分割された複数の前側ピース及び後側ピースより成り、隣接する前側ピースどうし及び後側ピースどうしを連結して、前記既設トンネルの周方向全長に亘って配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の反力受け装置。
【請求項5】
前記前側部材は、前記既設トンネルの周方向に分割された複数の前側ピースより成り、隣接する前側ピースどうしを連結して、前記既設トンネルの周方向全長に亘って配置され、前記後側部材は、前記既設トンネルの周方向に間隔をあけて設けられた複数の後側ピースより成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の反力受け装置。
【請求項6】
前記前側ピースは、前記後側ピースが周方向に移動するのを案内するガイド部を有することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の反力受け装置。
【請求項7】
前記既設トンネルの内周面に設けられるとともに、前記後側ピースが周方向に移動するのを案内するガイドレールを備えることを特徴とする請求項４乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の反力受け装置。
【請求項8】
既設トンネルから前方に前記既設トンネルより小さい小径シールド掘進機を反力受け装置を用いて発進させる発進方法であって、前記反力受け装置は、
前記既設トンネルの前端面に当接する既設トンネル当接面と、前記既設トンネルの内周面より内側に突出する内側突出部と、を有するとともに前記既設トンネルの前端面に設けられる前側部材と、
前記小径シールド掘進機のシールドジャッキからの押圧力を受けるジャッキ押圧面を有するとともに前記既設トンネルの内周面より内側に設けられる後側部材と、を備えており、
前記前側部材は、前記内側突出部に後方を向く後方当接面を有し、
前記後側部材は、前方を向く前方当接面を有し、
前記前側部材と前記後側部材とは、前記後方当接面と前記前方当接面とを当接させて固定されるものであって、
前記既設トンネルの前端面に前記既設トンネル当接面を当接させて、前記前側部材を前記既設トンネルの前端面に設ける前側部材設置工程と、
前記前側部材の前記後方当接面に前記後側部材の前記前方当接面を当接させ固定し、前記後側部材を前記既設トンネルの内周面より内側に設ける後側部材設置工程と、
前記小径シールド掘進機のシールドジャッキを伸長させて前記ジャッキ押圧面を押圧して発進させる発進工程と、
を備えることを特徴とする発進方法。
【請求項9】
前記既設トンネルは前記小径シールド掘進機を内部に収納可能な親シールド掘進機によって構築されたものであって、前記前側部材設置工程において、前記前側部材を、前記親シールド掘進機のテールスキンプレートの内側に固定する
ことを特徴とする請求項８に記載の発進方法。
【請求項10】
前記前側部材は、前記既設トンネルの周方向に分割された複数の前側ピースより成り、前記前側部材設置工程において、前記親シールド掘進機のエレクターを用いて、隣接する前記前側ピースどうしを前記既設トンネルの周方向全長に亘って配置する
ことを特徴とする請求項９に記載の発進方法。
【請求項11】
前記前側部材設置工程を行った後に、前記小径シールド掘進機のテールスキンプレートを取付け、その後、前記後側部材設置工程を行うことを特徴とする請求項８乃至請求項９のうちいずれか１項に記載の発進方法。
【請求項12】
前記前側部材及び前記後側部材は、それぞれ前記既設トンネルの周方向に分割された複数の前側ピース及び後側ピースより成り、前記前側ピースは、前記後側ピースが周方向に移動するのを案内するガイド部を有しており、
前記後側部材設置工程において、前記後側ピースを前記ガイド部によって周方向に移動させた後に前記前側ピースに固定する
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１１のうちいずれか１項に記載の発進方法。
【請求項13】
前記前側部材及び前記後側部材は、それぞれ前記既設トンネルの周方向に分割された複数の前側ピース及び後側ピースより成り、前記反力受け装置は、前記既設トンネルの内周面に設けられるとともに、前記後側ピースが周方向に移動するのを案内するガイドレールと、を有しており、
前記後側部材設置工程において、前記後側ピースを前記ガイドレールによって周方向に移動させた後に前記前側ピースに固定する
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１２のうちいずれか１項に記載の発進方法。
【請求項14】
前記前側部材及び前記後側部材は、それぞれ前記既設トンネルの周方向に分割された複数の前側ピース及び後側ピースより成り、前記後側部材設置工程において、一の後側ピースを前記既設トンネルの内周面の底部に配置し前記既設トンネルの周方向に移動し、他の後側ピースを前記既設トンネルの内周面の底部に配置し前記一の後側ピースと連結し、所定位置まで移動し、前記前側ピースに固定する
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１３のうちいずれか１項に記載の発進方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、既設トンネルの前方にこの既設トンネルより小さい小径シールド掘進機を発進させるための反力受け装置及び発進方法に関する。
【背景技術】
【0002】
大径の下水本管と小径の下水枝管を連続して配管する下水道工事のように、構築した大径トンネルから連続して大径トンネルより小さい小径トンネルを施工することがある。この場合に大径トンネルと小径トンネルの連続部分に立坑を掘らずに掘進を行なうものとして、大径の親シールド掘進機と小径の子シールド掘進機とを組み合わせた親子シールド掘進機が知られている。
【0003】
親子シールド掘進機は、親シールド掘進機の内部に子シールド掘進機を収容した状態で掘進を行なって大径トンネルを施工した後、停止した親シールド掘進機から子シールド掘進機を発進させ、小径トンネルを掘進する。
このような親子シールド掘進機を用いると、立坑を掘るには不向きな住宅密集地等の立地条件の影響を受けにくく、施工コストも低廉で済む。
このような親子シールド掘進機を用いると、立坑を掘るには不向きな住宅密集地等の立地条件の影響を受けにくく、施工コストも低廉で済む。
【0004】
一般的に、親シールド掘進機から子シールド掘進機を発進させるには、大径トンネルの内周面に反力受け部材を固定し、この反力受け部材の前面に子シールド掘進機のジャッキを当接して、ジャッキを伸ばすことにより得られる推力で子シールド掘進機を前進させる。
【0005】
上記のような構造では、反力受け部材と大径トンネルとの間に大きな剪断力が働き、これに耐えるためには非常に大型で強靭な推力伝達構造が必要となる。例えば、反力受け部材を大径トンネルの最も前端に位置するセグメントの内周面にボルト止めする場合等には、深く埋め込んだ多数のボルトを要する。
また、大径トンネルのセグメントの内周面に加わる剪断力は、シールド掘進機の重量の影響を受けて場所により異なるため、セグメントを曲げようとする力が働き、セグメントが損傷を受けやすい。
また、大径トンネルのセグメントの内周面に加わる剪断力は、シールド掘進機の重量の影響を受けて場所により異なるため、セグメントを曲げようとする力が働き、セグメントが損傷を受けやすい。
【0006】
そこで、従来、特許文献１に記載されているような、既設のトンネルのセグメントのうち最も掘進方向の前端に位置するトンネルのセグメントの前端面に配置され、当該セグメントよりトンネル内側に突出する第１の部材と、該第１の部材より後方における既設のトンネルのセグメントよりトンネルの内側に配置されてシールド掘進機の反力受けとなる第２の部材と、既設のトンネルのセグメントよりトンネル内側に、トンネル周方向に間隔をあけて配置され、第１の部材と第２の部材とを連結する複数の棒状又は線状の第３の部材とを含むシールド掘進機用の反力受け装置が提案されている。
【0007】
このシールド掘進機用の反力受け装置は、シールド掘進機からの押圧力が既設のトンネルのセグメントの前端面に軸力として加わるので、既設のトンネルのセグメントが損傷を受けにくく、また、複数の部材に分割されて軽量化されているので、大型の反力受け部材に比べて施工コストを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開２０１５－８３７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかし、上記特許文献１に記載のようなシールド掘進機用の反力受け装置は、第１の部材と第２の部材とが棒状又は線状の第３の部材で連結されているので、既設のトンネルのセグメントに対してシールド掘進機が偏心したり回転すると、第３の部材が変形する恐れがあり、この結果、反力が的確に伝達されず、シールド掘進機がスムーズに発進できないという事態が起こりかねない。
【0010】
本発明が解決しようとする課題は、構造が簡単で施工が容易であり、既設トンネルより小さい小径シールド掘進機からの反力を受けても損傷しにくく、小径シールド掘進機がスムーズに発進できる反力受け装置及び発進方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本願請求項１に係る発明は、既設トンネルから前方に前記既設トンネルより小さい小径シールド掘進機を発進させるための反力受け装置であって、前記既設トンネルの前端面に当接する既設トンネル当接面と、前記既設トンネルの内周面より内側に突出する内側突出部と、を有するとともに前記既設トンネルの前端面に設けられる前側部材と、前記小径シールド掘進機のシールドジャッキからの押圧力を受けるジャッキ押圧面を有するとともに前記既設トンネルの内周面より内側に設けられる後側部材と、を備えており、前記前側部材は、前記内側突出部に後方を向く後方当接面を有し、前記後側部材は、前方を向く前方当接面を有し、前記前側部材と前記後側部材とは、前記後方当接面と前記前方当接面とを当接させて固定されることを特徴とする反力受け装置である。
【0012】
本願請求項２に係る発明は、前記既設トンネルは前記小径シールド掘進機を内部に収納可能な親シールド掘進機によって構築されたものであって、前記前側部材は、前記親シールド掘進機のテールスキンプレートの内側に固定されることを特徴とする請求項１に記載の反力受け装置である。
【0013】
本願請求項３に係る発明は、前記後方当接面は、前記既設トンネル当接面より後方に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の反力受け装置である。
【0014】
本願請求項４に係る発明は、前記前側部材及び前記後側部材は、それぞれ前記既設トンネルの周方向に分割された複数の前側ピース及び後側ピースより成り、隣接する前側ピースどうし及び後側ピースどうしを連結して、前記既設トンネルの周方向全長に亘って配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の反力受け装置である。
【0015】
本願請求項５に係る発明は、前記前側部材は、前記既設トンネルの周方向に分割された複数の前側ピースより成り、隣接する前側ピースどうしを連結して、前記既設トンネルの周方向全長に亘って配置され、前記後側部材は、前記既設トンネルの周方向に間隔をあけて設けられた複数の後側ピースより成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の反力受け装置である。
【0016】
本願請求項６に係る発明は、前記前側ピースは、前記後側ピースが周方向に移動するのを案内するガイド部を有することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の反力受け装置である。
【0017】
本願請求項７に係る発明は、前記既設トンネルの内周面に設けられるとともに、前記後側ピースが周方向に移動するのを案内するガイドレールを備えることを特徴とする請求項４乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の反力受け装置である。
【0018】
本願請求項８に係る発明は、既設トンネルから前方に前記既設トンネルより小さい小径シールド掘進機を反力受け装置を用いて発進させる発進方法であって、前記反力受け装置は、前記既設トンネルの前端面に当接する既設トンネル当接面と、前記既設トンネルの内周面より内側に突出する内側突出部と、を有するとともに前記既設トンネルの前端面に設けられる前側部材と、前記小径シールド掘進機のシールドジャッキからの押圧力を受けるジャッキ押圧面を有するとともに前記既設トンネルの内周面より内側に設けられる後側部材と、を備えており、前記前側部材は、前記内側突出部に後方を向く後方当接面を有し、前記後側部材は、前方を向く前方当接面を有し、前記前側部材と前記後側部材とは、前記後方当接面と前記前方当接面とを当接させて固定されるものであって、前記既設トンネルの前端面に前記既設トンネル当接面を当接させて、前記前側部材を前記既設トンネルの前端面に設ける前側部材設置工程と、前記前側部材の前記後方当接面に前記後側部材の前記前方当接面を当接させ固定し、前記後側部材を前記既設トンネルの内周面より内側に設ける後側部材設置工程と、前記小径シールド掘進機のシールドジャッキを伸長させて前記ジャッキ押圧面を押圧して発進させる発進工程と、を備えることを特徴とする発進方法である。
【0019】
本願請求項９に係る発明は、前記既設トンネルは前記小径シールド掘進機を内部に収納可能な親シールド掘進機によって構築されたものであって、前記前側部材設置工程において、前記前側部材を、前記親シールド掘進機のテールスキンプレートの内側に固定することを特徴とする請求項８に記載の発進方法である。
【0020】
本願請求項１０に係る発明は、前記前側部材は、前記既設トンネルの周方向に分割された複数の前側ピースより成り、前記前側部材設置工程において、前記親シールド掘進機のエレクターを用いて、隣接する前記前側ピースどうしを前記既設トンネルの周方向全長に亘って配置することを特徴とする請求項９に記載の発進方法である。
【0021】
本願請求項１１に係る発明は、前記前側部材設置工程を行った後に、前記小径シールド掘進機のテールスキンプレートを取付け、その後、前記後側部材設置工程を行うことを特徴とする請求項８乃至請求項９のうちいずれか１項に記載の発進方法である。
【0022】
本願請求項１２に係る発明は、前記前側部材及び前記後側部材は、それぞれ前記既設トンネルの周方向に分割された複数の前側ピース及び後側ピースより成り、前記前側ピースは、前記後側ピースが周方向に移動するのを案内するガイド部を有しており、前記後側部材設置工程において、前記後側ピースを前記ガイド部によって周方向に移動させた後に前記前側ピースに固定することを特徴とする請求項８乃至請求項１１のうちいずれか１項に記載の発進方法である。
【0023】
本願請求項１３に係る発明は、前記前側部材及び前記後側部材は、それぞれ前記既設トンネルの周方向に分割された複数の前側ピース及び後側ピースより成り、前記反力受け装置は、前記既設トンネルの内周面に設けられるとともに、前記後側ピースが周方向に移動するのを案内するガイドレールと、を有しており、前記後側部材設置工程において、前記後側ピースを前記ガイドレールによって周方向に移動させた後に前記前側ピースに固定することを特徴とする請求項８乃至請求項１２のうちいずれか１項に記載の発進方法である。
【0024】
本願請求項１４に係る発明は、前記前側部材及び前記後側部材は、それぞれ前記既設トンネルの周方向に分割された複数の前側ピース及び後側ピースより成り、前記後側部材設置工程において、一の後側ピースを前記既設トンネルの内周面の底部に配置し前記既設トンネルの周方向に移動し、他の後側ピースを前記既設トンネルの内周面の底部に配置し前記一の後側ピースと連結し、所定位置まで移動し、前記前側ピースに固定することを特徴とする請求項８乃至請求項１３のうちいずれか１項に記載の発進方法である。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、小径シールド掘進機が発進する際の反力が前側部材の既設トンネル当接面を介して既設のトンネルの前端面に軸力として伝達されるので、既設トンネルが損傷を受けにくい。
また、反力受け装置を前側部材と後側部材とに分割したので、各部材が軽量となって施工が容易であり、しかも、トンネル内周面から大きく内側へ突出して邪魔になる後側部材を取り付ける前に小径シールド掘進機のテールスキンプレートを設置することができ、施工しやすい。
反力を受ける後側部材の前方当接面を前側部材の後方当接面に当接して固定してあるので、既設トンネルに対して小径シールド掘進機が偏心したり回転しても、前側部材と後側部材とが相対的に変形せず、既設のトンネルの内周面に負荷がかからず、さらに小径シールド掘進機が安定して発進できる。
また、反力受け装置を前側部材と後側部材とに分割したので、各部材が軽量となって施工が容易であり、しかも、トンネル内周面から大きく内側へ突出して邪魔になる後側部材を取り付ける前に小径シールド掘進機のテールスキンプレートを設置することができ、施工しやすい。
反力を受ける後側部材の前方当接面を前側部材の後方当接面に当接して固定してあるので、既設トンネルに対して小径シールド掘進機が偏心したり回転しても、前側部材と後側部材とが相対的に変形せず、既設のトンネルの内周面に負荷がかからず、さらに小径シールド掘進機が安定して発進できる。
【0026】
加えて、既設トンネルは、小径シールド掘進機を内部に収容可能な親シールド掘進機によって構築されたものとすれば、親シールド掘進機から小径シールド掘進機をスムーズに発進させることにより、大径の既設トンネルに連続して小径トンネルを容易に掘削できる。
また、前側部材を親シールド掘進機のテールスキンプレートに固定することにより、土圧等によって親シールド掘進機が後退するのを防止できる。
また、前側部材を親シールド掘進機のテールスキンプレートに固定することにより、土圧等によって親シールド掘進機が後退するのを防止できる。
【0027】
加えて、後側部材の後方当接面を前側部材の既設トンネル当接面より後方に位置させることで、後側部材を後方に設けるようになり小径シールド掘進機のスキンプレートを組立てる際に後方部材が邪魔にならず施工を容易に行うことができる。
【0028】
加えて、前側部材及び後側部材が既設トンネルの周方向全長に亘って設けられると、後側部材に加わった反力が周方向全長に分散されるとともに、前側部材から既設トンネルの前端面の周方向全長に分散して伝達されるので、後側部材及び既設トンネルの損傷を防止できる。
【0029】
加えて、前側部材が既設トンネルの周方向全長に亘って設けられ、後側部材が既設トンネルの周方向に間隔をあけて設けられると、シールドジャッキが当接する部分にだけ設けることになり、後側部材が少なくて済み簡略化できる。
【0030】
加えて、前側ピースに後側ピースが周方向に移動するのを案内するガイド部を設けるか、既設トンネルの内周面に後側ピースが周方向に移動するのを案内するガイドレールを設けると、後側部材の設置が容易となる。
【0031】
本発明によれば、分割された前側部材及び後側部材を既設トンネルに設置するので、反力受け装置の取付作業が容易である。
また、小径シールド掘進機の発進する際の反力が既設トンネルの前端面に軸力として作用するので、既設トンネルが損傷を受けにくく、しかも、既設トンネルに対して小径シールド掘進機が偏心したり回転しても、前側部材と後側部材とが相対的に変形しにくいので、小径シールド掘進機が安定して発進できる。
また、小径シールド掘進機の発進する際の反力が既設トンネルの前端面に軸力として作用するので、既設トンネルが損傷を受けにくく、しかも、既設トンネルに対して小径シールド掘進機が偏心したり回転しても、前側部材と後側部材とが相対的に変形しにくいので、小径シールド掘進機が安定して発進できる。
【0032】
加えて、前側部材設置工程を行った後に、小径シールド掘進機のテールスキンプレートを取付け、その後、後側部材設置工程を行うことにより、小径シールド掘進機のテールスキンプレートを、後側部材に邪魔されることなく既設トンネルから搬入して容易に小径シールド掘進機に取り付けることができ、施工しやすい。
【0033】
加えて、前側部材設置工程において、親シールド掘進機のエレクターを用いて、隣接する前側ピースどうしを既設トンネルの周方向全長に亘って配置するので、人力による組立より容易に施工することができる。
【0034】
加えて、後側部材設置工程において、一の後側ピースを既設トンネルの内周面の底部に配置してから周方向に移動し、二の後側ピースを既設トンネルの内周面の底部に配置して一の後側ピースと連結し、所定位置まで移動し、前側ピースに固定すれば、後側ピースを所定位置に設置しやすい。
後側ピースを既設トンネルの内周面の底部に配置して、その位置で前側ピースに固定し、その固定された後側ピースの隣に他の後側ピースを配置して、後側ピースどうしを連結していく場合には、配置する後側ピースは固定された後側ピースの上に積み上げられていくことになり、後側ピースどうしの連結作業を既設トンネルの内周面の上部で行うことになる。しかしながら、一の後側ピースを既設トンネルの内周面の底部に配置してから周方向に移動し、二の後側ピースを既設トンネルの内周面の底部に配置して一の後側ピースと連結し、所定位置まで移動するようにすれば、後側ピースどうしの連結作業を既設トンネルの内周面の底部で行えるので安全かつ効率的に行うことができる。
後側ピースを既設トンネルの内周面の底部に配置して、その位置で前側ピースに固定し、その固定された後側ピースの隣に他の後側ピースを配置して、後側ピースどうしを連結していく場合には、配置する後側ピースは固定された後側ピースの上に積み上げられていくことになり、後側ピースどうしの連結作業を既設トンネルの内周面の上部で行うことになる。しかしながら、一の後側ピースを既設トンネルの内周面の底部に配置してから周方向に移動し、二の後側ピースを既設トンネルの内周面の底部に配置して一の後側ピースと連結し、所定位置まで移動するようにすれば、後側ピースどうしの連結作業を既設トンネルの内周面の底部で行えるので安全かつ効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の実施形態に係る小径シールド掘進機の発進工程の第１ステップを示す断面図。
【図2】本発明の実施形態に係る小径シールド掘進機の発進工程の第２ステップを示す断面図。
【図3】本発明の実施形態に係る小径シールド掘進機の発進工程の第３ステップを示す断面図。
【図4】本発明の実施形態に係る小径シールド掘進機の発進工程の第４ステップを示す断面図。
【図5】本発明の実施形態に係る小径シールド掘進機の発進工程の第５ステップを示す断面図。
【図6】本発明の実施形態に係る反力受け装置の断面図。
【図7】本発明の実施形態に係る後側部材の施工工程の第１ステップを示す後面図。
【図8】本発明の実施形態に係る後側部材の施工工程の第２ステップを示す後面図。
【図9】本発明の実施形態に係る後側部材の施工工程の第３ステップを示す後面図。
【図10】本発明の実施形態に係る後側部材の施工工程の第４ステップを示す後面図。
【図11】本発明の実施形態に係る後側部材の施工工程の第５ステップを示す後面図。
【図12】本発明の実施形態に係る後側部材の施工工程の第６ステップを示す後面図。
【図13】本発明の実施形態に係る後側部材の施工工程の第７ステップを示す後面図。
【図14】本発明の実施形態に係る後側部材の施工工程の第８ステップを示す後面図。
【図15】後側ピースの吊り上げ時に働く力の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0036】
以下、本発明の実施形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【0037】
以下に説明する実施形態では、小径シールド掘進機が、親子シールド掘進機の子シールド掘進機である。
また、以下の説明において、小径シールド掘進機の掘進する方向を前、その逆方向を後とする。
また、以下の説明において、小径シールド掘進機の掘進する方向を前、その逆方向を後とする。
【0038】
本発明の実施形態を図１乃至図１５と共に説明する。
図１乃至図５は、実施形態に係る親子シールド掘進機の発進方法を示す断面図であり、図６は、実施形態に係る反力受け装置の断面図であり、図７乃至図１４は、実施形態に係る後側部材の施工工程を示す後面図であり、図１５は、後側ピースの吊り上げ時に働く力の説明図である。
図１乃至図５は、実施形態に係る親子シールド掘進機の発進方法を示す断面図であり、図６は、実施形態に係る反力受け装置の断面図であり、図７乃至図１４は、実施形態に係る後側部材の施工工程を示す後面図であり、図１５は、後側ピースの吊り上げ時に働く力の説明図である。
【0039】
【0040】
親シールド掘進機２は、円筒状の前胴２０及び後胴２１を備える。後胴２１は、外周に円筒状の大径テールスキンプレート２２を備える。また、前胴２０の前端面外周部にはリング状の大径カッターディスク２３が設けられる。
親シールド掘進機２の後胴２１の内部には、複数の親シールドジャッキ２４が周方向に間隔をあけて配置され、後胴２１には親エレクター２５が設けられている。
親シールド掘進機２の後胴２１の内部には、複数の親シールドジャッキ２４が周方向に間隔をあけて配置され、後胴２１には親エレクター２５が設けられている。
【0041】
子シールド掘進機３は、親シールド掘進機２の前胴２０及び後胴２１より小径の前胴３０及び後胴３１を備える。後胴３１は外周に円筒状の小径テールスキンプレート３２を備える。小径テールスキンプレート３２は、子シールド掘進機３が発進するときに取付けられる。
また、前胴３０の前端面には円盤状の小径カッターディスク３３が設けられ、親シールド掘進機２の大径カッターディスク２３の内側に嵌め込まれて連結され、一体に回転する。
また、前胴３０の前端面には円盤状の小径カッターディスク３３が設けられ、親シールド掘進機２の大径カッターディスク２３の内側に嵌め込まれて連結され、一体に回転する。
【0042】
子シールド掘進機３は、後胴３１の内部に部分に複数の子シールドジャッキ３４が周方向に間隔をあけて配置されるが、子シールドジャッキ３４は、子シールド掘進機３が発進するときに小径テールスキンプレート３２の内側に取付けられる。また、後胴３１には、子エレクター３５が設けられる。
【0043】
子シールド掘進機３は、親シールド掘進機２の内部に同心状に収容されて固定されている。収容された状態において、子シールド掘進機３の外殻と親シールド掘進機２の外殻の間に親シールドジャッキ２４が配置されることになる。
また、親シールド掘進機２と子シールド掘進機３とは、大径カッターディスク２３及び小径カッターディスク３３を回転させるセンターシャフト３６を共有している。
また、親シールド掘進機２と子シールド掘進機３とは、大径カッターディスク２３及び小径カッターディスク３３を回転させるセンターシャフト３６を共有している。
【0044】
親子シールド掘進機１は、親シールド掘進機２の内部に子シールド掘進機３を収容した状態で大径のシールドトンネルを掘進し、大径のシールドトンネルの内部に大径トンネルセグメント４を掘進方向の前方に向かって順次設置する。
この時、子シールド掘進機３の小径テールスキンプレート３２、子シールドジャッキ３４及び子エレクター３５は取り外されている。
この時、子シールド掘進機３の小径テールスキンプレート３２、子シールドジャッキ３４及び子エレクター３５は取り外されている。
【0045】
内部に大径トンネルセグメント４が設置された大径のシールドトンネルの構築が終了したら、親シールド掘進機２と子シールド掘進機３との連結を解除し、親シールド掘進機２の内部から子シールド掘進機３を発進させて、大径の既設トンネルの前端に連続して小径のシールドトンネルを掘進する。
子シールド掘進機３を発進させる推力を得るために、既設トンネル内部の大径トンネルセグメント４のうち最前端に位置する既設の大径トンネルである先頭セグメント４０の前端部に、子シールド掘進機３の反力を受ける反力受け装置５を取り付ける（図４）。
子シールド掘進機３を発進させる推力を得るために、既設トンネル内部の大径トンネルセグメント４のうち最前端に位置する既設の大径トンネルである先頭セグメント４０の前端部に、子シールド掘進機３の反力を受ける反力受け装置５を取り付ける（図４）。
【0046】
図６に示すように、反力受け装置５は、鋼製であって、既設トンネルの先頭セグメント４０の前端面に取付けられて設けられる前側部材５０と、既設トンネルの先頭セグメント４０の内周面より内側に設けられる後側部材５１とを備える。
前側部材５０及び後側部材５１は、既設トンネルの先頭セグメント４０の周方向全長に亘って配置され、それぞれ既設トンネルの周方向に分割された複数（本実施形態では８個）の前側ピース５０ａ（図７）及び後側ピース５１ａからなる（図１４）。
前側部材５０及び後側部材５１は、既設トンネルの先頭セグメント４０の周方向全長に亘って配置され、それぞれ既設トンネルの周方向に分割された複数（本実施形態では８個）の前側ピース５０ａ（図７）及び後側ピース５１ａからなる（図１４）。
【0047】
各前側ピース５０ａは、先頭セグメント４０の前端面（既設トンネルの前端面）に取り付けられる本体部材５００と、本体部材５００とは別体で、本体部材５００の後面の先頭セグメント４０より内側部分にボルト等により取り付けられて後方へ突出する突出部材５０１とを備える。
本体部材５００の後面の外側部分には、先頭セグメント４０の前端面に当接する既設トンネル当接面５００ａが形成されており、前側ピース５０ａは、既設トンネル当接面５００ａを介してボルト等により先頭セグメント４０の前端面に固定される。
本体部材５００の後面の外側部分には、先頭セグメント４０の前端面に当接する既設トンネル当接面５００ａが形成されており、前側ピース５０ａは、既設トンネル当接面５００ａを介してボルト等により先頭セグメント４０の前端面に固定される。
【0048】
本体部材５００の外側端部は先頭セグメント４０の外周面よりも外側へ突出している。
本体部材５００の先頭セグメント４０より内側に位置する部分と突出部材５０１は、前側ピース５０ａの先頭セグメント４０の内周面よりも内側に突出する内側突出部を構成し、当該内側突出部を構成する突出部材５０１には後方へ向く後方当接面５０１ａが形成される。
本体部材５００の先頭セグメント４０より内側に位置する部分と突出部材５０１は、前側ピース５０ａの先頭セグメント４０の内周面よりも内側に突出する内側突出部を構成し、当該内側突出部を構成する突出部材５０１には後方へ向く後方当接面５０１ａが形成される。
【0049】
突出部材５０１の後方当接面５０１ａは、突出部材５０１の長さの分だけ本体部材５００の既設トンネル当接面５００ａより後方に位置することになる。
【0050】
突出部材５０１の内周後側には、後方へ開口した断面Ｌ字状のガイド部５０２が周方向に沿って取り付けられている。
先頭セグメント４０の内周面には、断面溝形のガイドレール５０３が周方向に沿って設けられている。先頭セグメント４０の前端面からガイドレール５０３までの距離は、突出部材５０１の前後方向の寸法と後側ピース５１ａの前後方向の寸法の合計よりもわずかに長い。
先頭セグメント４０の内周面には、断面溝形のガイドレール５０３が周方向に沿って設けられている。先頭セグメント４０の前端面からガイドレール５０３までの距離は、突出部材５０１の前後方向の寸法と後側ピース５１ａの前後方向の寸法の合計よりもわずかに長い。
【0051】
本体部材５００の内周面と突出部材５０１の内周面とは面一であり、前側ピース５０ａが周方向に連続して形成された前側部材５０の内径は、小径テールスキンプレート３２の外径よりもやや大きい。
【0052】
後側部材５１の後側ピース５１ａは、前側ピース５０ａの内側突出部よりさらに内側へ突出し、後側ピース５１ａの前面の前側部材５０の後方当接面５０１ａと対向する部分に前方へ向く前方当接面５１０ａが形成されている。
前側ピース５０ａと後側ピース５１ａとは、後方当接面５０１ａと前方当接面５１０ａとを当接させてボルト等により固定される。
前側ピース５０ａと後側ピース５１ａとは、後方当接面５０１ａと前方当接面５１０ａとを当接させてボルト等により固定される。
【0053】
後側ピース５１ａの前面において、前側ピース５０ａの内側突出部より内側へ突出する部分に、子シールド掘進機３の子シールドジャッキ３４からの押圧力を受けるジャッキ押圧面５１０ｂが形成され、ジャッキ押圧面５１０ｂが子シールド掘進機３の発進による反力を受ける。具体的には、ジャッキ押圧面５１０ｂは、小径トンネルセグメント６を介して子シールドジャッキ３４からの押圧力を受ける。
後側ピース５１ａの前面には、突出部材５０１に設けられたガイド部５０２に摺動自在に係合するスライダ５０４が張り出して設けられている。
後側ピース５１ａの前面には、突出部材５０１に設けられたガイド部５０２に摺動自在に係合するスライダ５０４が張り出して設けられている。
【0054】
子シールド掘進機３は、次のようにして発進する。
本発進方法は、既設トンネルの前端面に前側部材の既設トンネル当接面を当接させて、前側部材を既設トンネルの前端面に設ける前側部材設置工程と、前側部材の後方当接面に後側部材の前方当接面を当接させ固定し、後側部材を既設トンネルの内周面より内側に設ける後側部材設置工程と、小径シールド掘進機のシールドジャッキを伸長させて後側部材のジャッキ押圧面に押圧して発進させる発進工程と、を備える。
本発進方法は、既設トンネルの前端面に前側部材の既設トンネル当接面を当接させて、前側部材を既設トンネルの前端面に設ける前側部材設置工程と、前側部材の後方当接面に後側部材の前方当接面を当接させ固定し、後側部材を既設トンネルの内周面より内側に設ける後側部材設置工程と、小径シールド掘進機のシールドジャッキを伸長させて後側部材のジャッキ押圧面に押圧して発進させる発進工程と、を備える。
【0055】
親子シールド掘進機１により大径のシールドトンネルを掘進し、その内部に大径トンネルセグメント４を設置する。
【0056】
大径トンネルセグメント４の構築が完了した時点では、親シールド掘進機２の全ての親シールドジャッキ２４が先頭セグメント４０の前端面に当接している。
【0057】
図１に示すように、大径の既設トンネルが構築されたら、親子シールド掘進機１を停止させ、大径トンネルセグメント４の先頭に位置する先頭セグメント４０の前端面に反力受け装置５の前側部材５０を取り付ける。
【0058】
前側部材５０を設置するには、親エレクター２５を用いて、本体部材５００と突出部材５０１とを連結した前側ピース５０ａを先頭セグメント４０の前端面の取付位置に搬送し、前側ピース５０ａの本体部材５００の既設トンネル当接面５００ａを先頭セグメント４０の前端面に当接させるとともに、周方向に隣接する本体部材５００の側面どうしをボルトで連結する。
前側部材５０は周方向に亘って設けられるが、既設トンネル当接面５００ａと先頭セグメント４０の前端面とをボルトで連結するようにしても良い。
前側部材５０は周方向に亘って設けられるが、既設トンネル当接面５００ａと先頭セグメント４０の前端面とをボルトで連結するようにしても良い。
【0059】
隣接する前側ピース５０ａの側面間には止水性を高めるためにシール材を配設する。
なお、予め、前側ピース５０ａの本体部材５００と突出部材５０１とを連結して前側部材５０を組立てたが、本体部材５００を組立てた後に突出部材５０１を組立てるようにしても良い。
なお、予め、前側ピース５０ａの本体部材５００と突出部材５０１とを連結して前側部材５０を組立てたが、本体部材５００を組立てた後に突出部材５０１を組立てるようにしても良い。
【0060】
前側ピース５０ａを組立てる際に、前側ピース５０ａを取り付ける部分の先頭セグメント４０に当接させている親シールドジャッキ２４を縮めることで当接を解除して、先頭セグメント４０の前端面に前側ピース５０ａを設ける。
先頭セグメント４０の前端面に前側ピース５０ａを設けたら、親シールド掘進機２の大径テールスキンプレート２２の内側に前側ピース５０ａを溶接して固定する。前側ピース５０ａの溶接固定の際には、当接を解除した親シールドジャッキ２４を伸長させて当接させて前側ピース５０ａを保持して安全性を高めてから溶接固定するようにしても良い。
先頭セグメント４０の前端面に前側ピース５０ａを設けたら、親シールド掘進機２の大径テールスキンプレート２２の内側に前側ピース５０ａを溶接して固定する。前側ピース５０ａの溶接固定の際には、当接を解除した親シールドジャッキ２４を伸長させて当接させて前側ピース５０ａを保持して安全性を高めてから溶接固定するようにしても良い。
【0061】
これらの作業を繰り返して、周方向に前側部材５０を組立てていく。
前側部材５０が親シールド掘進機２の大径テールスキンプレートに固定されているので、土圧等によって親シールド掘進機２が後退するのを防止できる。
前側部材５０が親シールド掘進機２の大径テールスキンプレートに固定されているので、土圧等によって親シールド掘進機２が後退するのを防止できる。
【0062】
親シールドジャッキ２４は、対応する前側ピース５０ａの溶接固定がされた後や周方向の亘って組立てられた前側ピース５０ａの溶接固定がされた後に親シールド掘進機２から取り外されるが、残置するようにしても良い。
【0063】
次に、図２に示すように、親シールド掘進機２の親シールドジャッキ２４及び親エレクター２５を外してから、既設の大径トンネルセグメント４内の後方から、小径テールスキンプレート３２を搬入し、子シールド掘進機３に取り付ける。
小径テールスキンプレート３２は、周方向に分割されて搬入され、親シールド掘進機２の後胴２１内で組み立てられるが、前側部材５０の内径は、小径テールスキンプレート３２の外径よりも大きいので、支障なく作業ができる。また、組立時にも小径テールスキンプレート３２と前側部材５０との間にスペーサ等を設けることで、小径テールスキンプレート３２の支持台として用いることができる。
小径テールスキンプレート３２は、周方向に分割されて搬入され、親シールド掘進機２の後胴２１内で組み立てられるが、前側部材５０の内径は、小径テールスキンプレート３２の外径よりも大きいので、支障なく作業ができる。また、組立時にも小径テールスキンプレート３２と前側部材５０との間にスペーサ等を設けることで、小径テールスキンプレート３２の支持台として用いることができる。
【0064】
小径テールスキンプレート３２を周方向に分割せず一体化したものを大径トンネルセグメント４内から親シールド掘進機２の後胴２１内に搬入し子シールド掘進機３に取付けるような場合であっても、前側部材５０の内径は、小径テールスキンプレート３２の外径よりも大きいので、支障なく作業ができる。
【0065】
また、前側部材５０が、先頭セグメント４０の前端面に取り付けられる本体部材５００と、本体部材５００とは別体で、本体部材５００の後面に取り付けられる突出部材５０１とを備えるので、長さの異なる突出部材５０１に交換して、小径テールスキンプレート３２の長さの変化に対応することができる。
【0066】
次いで、図３に示すように、子シールドジャッキ３４及び子エレクター３５を搬入して子シールド掘進機３に取り付ける。
【0067】
さらに、図４に示すように、先頭セグメント４０の内周面に後側部材５１を周方向全長に亘って配置し、前側部材５０の後方当接面５０１ａに後側部材５１の前方当接面５１０ａを当接させボルト等で固定する。前側部材５０と後側部材５１との当接面にはシール材を介在させる。
子シールドジャッキ３４と後側部材５１との間に小径トンネルセグメント６を組立てる。小径トンネルセグメント６の後端面は、後側部材５１のジャッキ押圧面５１０ｂに当接させる。
子シールドジャッキ３４と後側部材５１との間に小径トンネルセグメント６を組立てる。小径トンネルセグメント６の後端面は、後側部材５１のジャッキ押圧面５１０ｂに当接させる。
【0068】
そして、子シールドジャッキ３４を伸ばして、小径トンネルセグメント６の前端面に当接させて押圧して、後側部材５１のジャッキ押圧面５１０ｂは小径トンネルセグメント６を介して押圧される。この反力によって子シールド掘進機３を親シールド掘進機２の内部から発進させる。
子シールドジャッキ３４が後側部材５１を押した力は前側部材５０を介して先頭セグメント４０の前端面からトンネル方向に軸力として伝わるので、既設の大径トンネルセグメント４に曲げ力などの影響を与えない。
子シールドジャッキ３４が後側部材５１を押した力は前側部材５０を介して先頭セグメント４０の前端面からトンネル方向に軸力として伝わるので、既設の大径トンネルセグメント４に曲げ力などの影響を与えない。
【0069】
図５に示すように、親シールド掘進機２から発進した子シールド掘進機３は、既設トンネルの前方に連続して小径のシールドトンネルを掘削する。
小径のシールドトンネルの内部には、子エレクター３５を用いて小径トンネルセグメント６が後側部材５１から前方に向かって順次構築され、これに伴って、子シールドジャッキ３４は最前端の小径トンネルセグメント６の前端面を押圧して掘進していく。
小径のシールドトンネルの内部には、子エレクター３５を用いて小径トンネルセグメント６が後側部材５１から前方に向かって順次構築され、これに伴って、子シールドジャッキ３４は最前端の小径トンネルセグメント６の前端面を押圧して掘進していく。
【0070】
図４に示すステップにおいて、反力受け装置５の後側部材５１は、以下のようにして設置される。
一の後側ピース５１ａを既設トンネルの内周面の底部に配置してから周方向に移動し、他の後側ピース５１ａを既設トンネルの内周面の底部に配置して一の後側ピースと連結し、これを繰り返してすべての後側ピース５１ａを所定位置まで移動し、前側ピース５０ａに固定する。
一の後側ピース５１ａを既設トンネルの内周面の底部に配置してから周方向に移動し、他の後側ピース５１ａを既設トンネルの内周面の底部に配置して一の後側ピースと連結し、これを繰り返してすべての後側ピース５１ａを所定位置まで移動し、前側ピース５０ａに固定する。
【0071】
まず、図７の（ａ）に示すように、前側部材５０の後方に、後側ピース５１ａを先頭セグメント４０の内周面底部に配置する。
後側ピース５１ａを配置する先頭セグメント４０の内周面の底部以外の部分に、ガイドレール５０３が設けておく。
後側ピース５１ａを配置する先頭セグメント４０の内周面の底部以外の部分に、ガイドレール５０３が設けておく。
【0072】
先頭セグメント４０の内周面底部において、第１の後側ピース５１ａ１（一の後側ピース）を後方から前側部材５０の突出部材５０１に向けて配置して、スライダ５０４をガイド部５０２に係合させる。
なお、先頭セグメント４０の内周面底部に配置した後側ピース５１ａを移動させるための引き上げ治具用控え材７を設ける（図では３か所）。引き上げ治具用控え材７は、前側部材５０や先頭セグメント４０にボルトや溶接などで固定される。
なお、先頭セグメント４０の内周面底部に配置した後側ピース５１ａを移動させるための引き上げ治具用控え材７を設ける（図では３か所）。引き上げ治具用控え材７は、前側部材５０や先頭セグメント４０にボルトや溶接などで固定される。
【0073】
次に、図７の（ｂ）に示すように、引き上げ治具用控え材７に取付けられたチェーンブロック等の引き上げ治具８を用いて第１の後側ピース５１ａ１（一の後側ピース）を吊り上げ、先頭セグメント４０の周方向一側へ移動し、底部を空ける。第１の後側ピース５１ａ１（一の後側ピース）は、スライダ５０４と係合したガイド部５０２、及び、ガイドレール５０３に案内されて、前側部材５０の後方当接面５０１ａに接した状態でスムーズに摺動する。
【0074】
次いで、図８の（ａ）に示すように、先頭セグメント４０の内周面底部の空いたスペースに、第２の後側ピース５１ａ２（他の後側ピース）を配置する。
第１の後側ピース５１ａ１に第２の後側ピース５１ａ２を連結してから、図８の（ｂ）に示すように、引き上げ治具８で第１の後側ピース５１ａ１及び第２の後側ピース５１ａ２（一の後側ピース）を引き上げ、先頭セグメント４０の周方向一側へ移動させ、底部を空ける。
第１の後側ピース５１ａ１に第２の後側ピース５１ａ２を連結してから、図８の（ｂ）に示すように、引き上げ治具８で第１の後側ピース５１ａ１及び第２の後側ピース５１ａ２（一の後側ピース）を引き上げ、先頭セグメント４０の周方向一側へ移動させ、底部を空ける。
【0075】
さらに、図９の（ａ）に示すように、先頭セグメント４０の内周面底部の空いたスペースに、第３の後側ピース５１ａ３（他の後側ピース）を配置する。
第２の後側ピース５１ａ２に第３の後側ピース５１ａ３を連結してから、図９の（ｂ）に示すように、連結された第１の後側ピース５１ａ１、第２の後側ピース５１ａ２及び第３の後側ピース５１ａ３（一の後側ピース）を引き上げ治具（不図示）で引き上げ、先頭セグメント４０の周方向一側へ移動させる。引き上げ治具は、任意の引き上げ治具用控え材７に取付けて施工する。
第２の後側ピース５１ａ２に第３の後側ピース５１ａ３を連結してから、図９の（ｂ）に示すように、連結された第１の後側ピース５１ａ１、第２の後側ピース５１ａ２及び第３の後側ピース５１ａ３（一の後側ピース）を引き上げ治具（不図示）で引き上げ、先頭セグメント４０の周方向一側へ移動させる。引き上げ治具は、任意の引き上げ治具用控え材７に取付けて施工する。
【0076】
第１の後側ピース５１ａ１、第２の後側ピース５１ａ２及び第３の後側ピース５１ａ３は、先頭セグメント４０の内周面の底部を除いた周方向略一半部に周方向に並んで配置される。これらの後側ピース５１ａの前方当接面５１０ａを前側ピース５０ａの後方当接面５０１ａにボルトなどで連結して固定する。
【0077】
その後、図１０の（ａ）に示すように、先頭セグメント４０の内周面底部に、第４の後側ピース５１ａ４（一の後側ピース）を配置する。なお、第４の後側ピース５１ａ４は、第３の後側ピース５１ａ３には連結しない。
そして、図１０の（ｂ）に示すように、引き上げ治具用控え材７に取付けられた引き上げ治具８を用いて第４の後側ピース５１ａ４（一の後側ピース）を引き上げ、先頭セグメント４０の周方向他側へ移動させて底部を空ける。
そして、図１０の（ｂ）に示すように、引き上げ治具用控え材７に取付けられた引き上げ治具８を用いて第４の後側ピース５１ａ４（一の後側ピース）を引き上げ、先頭セグメント４０の周方向他側へ移動させて底部を空ける。
【0078】
次に、図１１の（ａ）に示すように、先頭セグメント４０の内周面底部の空いたスペースに、第５の後側ピース５１ａ５（他の後側ピース）を配置する。
第４の後側ピース５１ａ４に第５の後側ピース５１ａ５を連結してから、図１１の（ｂ）に示すように、引き上げ治具８で第４の後側ピース５１ａ４及び第５の後側ピース５１ａ５（一の後側ピース）を引き上げ、先頭セグメント４０の周方向他側へ移動させて底部を空ける。
第４の後側ピース５１ａ４に第５の後側ピース５１ａ５を連結してから、図１１の（ｂ）に示すように、引き上げ治具８で第４の後側ピース５１ａ４及び第５の後側ピース５１ａ５（一の後側ピース）を引き上げ、先頭セグメント４０の周方向他側へ移動させて底部を空ける。
【0079】
次いで、図１２の（ａ）に示すように、先頭セグメント４０の内周面底部の空いたスペースに、第６の後側ピース５１ａ６（他の後側ピース）を配置する。
第５の後側ピース５１ａ５に第６の後側ピース５１ａ６を連結してから、図１２の（ｂ）に示すように、連結された第４の後側ピース５１ａ４、第５の後側ピース５１ａ５及び第６の後側ピース５１ａ６（一の後側ピース）を引き上げ治具（不図示）で引き上げ、先頭セグメント４０の周方向他側へ移動させて内周面底部を空ける。
第５の後側ピース５１ａ５に第６の後側ピース５１ａ６を連結してから、図１２の（ｂ）に示すように、連結された第４の後側ピース５１ａ４、第５の後側ピース５１ａ５及び第６の後側ピース５１ａ６（一の後側ピース）を引き上げ治具（不図示）で引き上げ、先頭セグメント４０の周方向他側へ移動させて内周面底部を空ける。
【0080】
その後、図１３の（ａ）に示すように、先頭セグメント４０の内周面底部の空いたスペースに、第７の後側ピース５１ａ７（他の後側ピース）を配置し、第６の後側ピース５１ａ６と第７の後側ピース５１ａ７を連結する。
さらに、図１３の（ｂ）に示すように、第４の後側ピース５１ａ４、第５の後側ピース５１ａ５、第６の後側ピース５１ａ６及び第７の後側ピース５１ａ７を引き上げ治具（不支持）で引き上げ、先頭セグメント４０の周方向他側へ移動させて内周面底部を空ける。
さらに、図１３の（ｂ）に示すように、第４の後側ピース５１ａ４、第５の後側ピース５１ａ５、第６の後側ピース５１ａ６及び第７の後側ピース５１ａ７を引き上げ治具（不支持）で引き上げ、先頭セグメント４０の周方向他側へ移動させて内周面底部を空ける。
【0081】
第４の後側ピース５１ａ４は第１の後側ピース５１ａ１に当接させて、第４の後側ピース５１ａ４、第５の後側ピース５１ａ５、第６の後側ピース５１ａ６及び第７の後側ピース５１ａ７で構成された後側ピース５１ａは、先頭セグメント４０の内周面の底部を除いた周方向略他半部に周方向に並んで配置される。
次に、第４の後側ピース５１ａ４、第５の後側ピース５１ａ５、第６の後側ピース５１ａ６及び第７の後側ピース５１ａ７の前方当接面５１０ａを前側ピース５０ａの後方当接面５０１ａにボルトなどで連結して固定するとともに、第４の後側ピース５１ａ４及び第１の後側ピース５１ａ１とをボルトなどで連結して固定する。
次に、第４の後側ピース５１ａ４、第５の後側ピース５１ａ５、第６の後側ピース５１ａ６及び第７の後側ピース５１ａ７の前方当接面５１０ａを前側ピース５０ａの後方当接面５０１ａにボルトなどで連結して固定するとともに、第４の後側ピース５１ａ４及び第１の後側ピース５１ａ１とをボルトなどで連結して固定する。
【0082】
最後に、図１４に示すように、先頭セグメント４０の内周面底部の空いたスペースに、第８の後側ピース５１ａ８を配置する。
そして、隣接する第３の後側ピース５１ａ３、第７の後側ピース５１ａ７にボルトなどで連結するとともに、前方当接面５１０ａと前側ピース５０ａの後方当接面５０１ａとを合わせてボルトなどで連結して固定する。
引き上げ治具用控え材７及び引き上げ治具８は必要がなくなったときに適宜撤去する。
そして、隣接する第３の後側ピース５１ａ３、第７の後側ピース５１ａ７にボルトなどで連結するとともに、前方当接面５１０ａと前側ピース５０ａの後方当接面５０１ａとを合わせてボルトなどで連結して固定する。
引き上げ治具用控え材７及び引き上げ治具８は必要がなくなったときに適宜撤去する。
【0083】
後側ピース５１ａ１～５１ａ７を移動させるために吊り上げる際には、吊り上げられる後側ピース５１ａ１～５１ａ７の重心よりもトンネル内側に力点を設定し、後側ピース５１ａ１～５１ａ７を外周方向に向かうように吊り上げると、後側ピース５１ａ１～５１ａ７が内側に回転せず、先頭セグメント４０の内周面に接した状態でスムーズに摺動させることができる。
【0084】
図１５に、後側ピース５１ａを吊り上げる際に働く力を示す。
図１５において、Ｔは後側ピース５１ａを吊り上げる引張力、Ｇは吊り上げられる後側ピース５１ａの自重、Ｒは吊り上げられる後側ピース５１ａと先頭セグメントとの接する面に生ずる反力、ｆＲは、摩擦係数がｆであるときの吊り上げられる後側ピース５１ａと先頭セグメント４０との接する面に生ずる摩擦力、Θは引張力ＴとＸ軸とのなす角、αは反力ＲとＸ軸とのなす角、Ｌtx，Ｌty，Ｌrx，Ｌryはそれぞれ引張力Ｔの作用する位置及び反力Ｒの作用する位置（摩擦力ｆＲの作用する位置）と重心位置とのＸ，Ｙ方向の距離である。
図１５において、Ｔは後側ピース５１ａを吊り上げる引張力、Ｇは吊り上げられる後側ピース５１ａの自重、Ｒは吊り上げられる後側ピース５１ａと先頭セグメントとの接する面に生ずる反力、ｆＲは、摩擦係数がｆであるときの吊り上げられる後側ピース５１ａと先頭セグメント４０との接する面に生ずる摩擦力、Θは引張力ＴとＸ軸とのなす角、αは反力ＲとＸ軸とのなす角、Ｌtx，Ｌty，Ｌrx，Ｌryはそれぞれ引張力Ｔの作用する位置及び反力Ｒの作用する位置（摩擦力ｆＲの作用する位置）と重心位置とのＸ，Ｙ方向の距離である。
【0085】
Ｘ軸方向のつり合い式：Ｒ（cosα－ｆsinα）＝ＴsinΘであり、
Θが０≦Θ≦９０°にならないと反力Ｒが出現せず（後側ピースが先頭セグメントの内周面に接しない）、後側ピースは左へ移動してしまう。
Ｙ軸方向のつり合い式：Ｒ（sinα－ｆcosα）＝ＴcosΘ－Ｇ
Ｔ＝｛Ｇ＋Ｒ（sinα＋ｆcosα）｝／sinΘであり、
Θが小さいと、cosΘが大きくなって反力Ｒが大きくなり、sinΘが小さくなって引張力Ｔが大きくなるので
Θが、９０°より小さい範囲で、大きい方が望ましい。
７０°≦Θ≦８５°程度とすれば、０．９４０≦sinΘ≦０．９９６、０．３４２≧cosΘ≧０．０８７、０．３６４≧cosΘ／sinΘ≧０．０８７となる。
Θが０≦Θ≦９０°にならないと反力Ｒが出現せず（後側ピースが先頭セグメントの内周面に接しない）、後側ピースは左へ移動してしまう。
Ｙ軸方向のつり合い式：Ｒ（sinα－ｆcosα）＝ＴcosΘ－Ｇ
Ｔ＝｛Ｇ＋Ｒ（sinα＋ｆcosα）｝／sinΘであり、
Θが小さいと、cosΘが大きくなって反力Ｒが大きくなり、sinΘが小さくなって引張力Ｔが大きくなるので
Θが、９０°より小さい範囲で、大きい方が望ましい。
７０°≦Θ≦８５°程度とすれば、０．９４０≦sinΘ≦０．９９６、０．３４２≧cosΘ≧０．０８７、０．３６４≧cosΘ／sinΘ≧０．０８７となる。
【0086】
重心位置まわりのつり合い式：
ＴsinΘ×Ｌtx＋Ｒ（sinα＋ｆcosα）×Ｌrx＝ＴcosΘ×Ｌty＋Ｒ（cosα－ｆsinα）×Ｌry
となる。
引張力Ｔの作用点は重心位置より内側でないと、吊り上げられる後側ピースが左に回転する。後側ピースが右に回転する場合は、先頭セグメントの内周面に接して反力Ｒが生じ、後側ピースは転倒しない。
ＴsinΘ×Ｌtx＋Ｒ（sinα＋ｆcosα）×Ｌrx＝ＴcosΘ×Ｌty＋Ｒ（cosα－ｆsinα）×Ｌry
となる。
引張力Ｔの作用点は重心位置より内側でないと、吊り上げられる後側ピースが左に回転する。後側ピースが右に回転する場合は、先頭セグメントの内周面に接して反力Ｒが生じ、後側ピースは転倒しない。
【0087】
重心位置に加わる右回りの回転モーメントＭrは、
Ｍr＝ＴsinΘ×Ｌtx＋Ｒ（sinα＋ｆcosα）×Ｌrx－ＴcosΘ×Ｌty－Ｒ（cosα－ｆsinα）×Ｌryであり、
Ｒ＝ＴsinΘ／（cosα－ｆsinα）を代入し、Ｆ1＝（sinα＋ｆcosα）、Ｆ2＝（cosα－ｆsinα）として、
Ｍr＝ＴsinΘ×Ｌtx＋ＴcosΘ×Ｆ1／Ｆ2×Ｌty－ＴcosΘ×Ｌty－ＴcosΘ×Ｌryとなる。 右回りとなるにはＭr≧０になる必要があるので、
Ｍr＝ＴsinΘ×Ｌtx＋ＴcosΘ×Ｆ1／Ｆ2×Ｌty－ＴcosΘ×Ｌty－ＴcosΘ×Ｌry≧０とする。
Ｍr＝ＴsinΘ×Ｌtx＋Ｒ（sinα＋ｆcosα）×Ｌrx－ＴcosΘ×Ｌty－Ｒ（cosα－ｆsinα）×Ｌryであり、
Ｒ＝ＴsinΘ／（cosα－ｆsinα）を代入し、Ｆ1＝（sinα＋ｆcosα）、Ｆ2＝（cosα－ｆsinα）として、
Ｍr＝ＴsinΘ×Ｌtx＋ＴcosΘ×Ｆ1／Ｆ2×Ｌty－ＴcosΘ×Ｌty－ＴcosΘ×Ｌryとなる。 右回りとなるにはＭr≧０になる必要があるので、
Ｍr＝ＴsinΘ×Ｌtx＋ＴcosΘ×Ｆ1／Ｆ2×Ｌty－ＴcosΘ×Ｌty－ＴcosΘ×Ｌry≧０とする。
【0088】
各項をＴsinΘで除すると
Ｌtx＋cosΘ／sinΘ×Ｆ1／Ｆ2×Ｌty－cosΘ／sinΘ×Ｌty－cosΘ／sinΘ×Ｌry≧０
整理して
Ｌtx＋cosΘ／sinΘ×（Ｆ1／Ｆ2×Ｌty－Ｌty－Ｌry）≧０となる。
７０°≦Θ≦８５°とすれば、０．３６４≧cosΘ／sinΘ≧０．０８７となり、
第二項は比較的小さい値となる傾向があり、後側ピースが左回りにならないためには、Ｌtxが正の値、すなわち、引張力の作用位置を後側ピース群の重心位置よりトンネル内側いすること、且つ、Θを大きくとることにより、効率的な後側ピースの吊り上げが可能となる。
Ｌtx＋cosΘ／sinΘ×Ｆ1／Ｆ2×Ｌty－cosΘ／sinΘ×Ｌty－cosΘ／sinΘ×Ｌry≧０
整理して
Ｌtx＋cosΘ／sinΘ×（Ｆ1／Ｆ2×Ｌty－Ｌty－Ｌry）≧０となる。
７０°≦Θ≦８５°とすれば、０．３６４≧cosΘ／sinΘ≧０．０８７となり、
第二項は比較的小さい値となる傾向があり、後側ピースが左回りにならないためには、Ｌtxが正の値、すなわち、引張力の作用位置を後側ピース群の重心位置よりトンネル内側いすること、且つ、Θを大きくとることにより、効率的な後側ピースの吊り上げが可能となる。
【0089】
〔その他の変形例〕
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。
【0090】
本実施形態では、前側部材及び後側部材を周方向に８個のピースに分割してあるが、分割数は増減することもできる。また、分割についても等分割としているが１ピースが異なる寸法の分割としても良い。
【0091】
本実施形態では、親子シールド掘進機で構築した大径トンネルセグメントを既設トンネルとして、親シールド掘進機から小径の子シールド掘進機を発進させているが、これに限られず、他の工法で構築された既設トンネルから、既設トンネルより小さいシールド掘進機を発進させるときに適用しても良い。
【0092】
本実施形態では、後側ピースを先頭セグメントの周方向全長に亘って設置してあるが、複数の後側ピースを、周方向に間隔をあけて設置しても良い。この場合、例えば、小径シールド掘進機のシールドジャッキに対向する箇所には、後側ピースを設けるようにする。
このようにすれば、後側部材の設置数やサイズが少なくなるので施工が容易になり、間隔をあけて設置された後側部材は、それぞれ前側部材の後方当接面に前方当接面が固定されるので、リング状に先頭セグメントの周方向全長に亘って設置されたときと同様に小径シールド掘進機のシールドジャッキに適切な位置で対抗することができ、押圧力に対して安定して対抗することができる。
このようにすれば、後側部材の設置数やサイズが少なくなるので施工が容易になり、間隔をあけて設置された後側部材は、それぞれ前側部材の後方当接面に前方当接面が固定されるので、リング状に先頭セグメントの周方向全長に亘って設置されたときと同様に小径シールド掘進機のシールドジャッキに適切な位置で対抗することができ、押圧力に対して安定して対抗することができる。
【0093】
本実施形態では、前側ピースを先頭セグメントの周方向全長に亘って設置してあるが、複数の前側ピースを周方向に間隔をあけて設置しても良い。この場合にも小径シールド掘進機のシールドジャッキからの力が後側ピースを介して先頭セグメントの前端面に適切に伝わるように設けるようにする。このようにすれば、前側部材の設置数やサイズを少なくなるので、施工が容易になる。
また、複数の前側ピースを先頭セグメントの周方向に間隔をあけて設置することについては、本体部材及び突出部材のどちらも周方向に間隔をあけて設置するようにしても良いし、本体部材及び突出部材のいずれか一方について周方向に間隔を設置するようにしても良い。
さらに、前側ピースを周方向に間隔をあけて設置して後側ピースを周方向全長に亘って設置するようにしても良い。
また、複数の前側ピースを先頭セグメントの周方向に間隔をあけて設置することについては、本体部材及び突出部材のどちらも周方向に間隔をあけて設置するようにしても良いし、本体部材及び突出部材のいずれか一方について周方向に間隔を設置するようにしても良い。
さらに、前側ピースを周方向に間隔をあけて設置して後側ピースを周方向全長に亘って設置するようにしても良い。
【0094】
本実施形態では、前側部材の後端部にガイド部を設け、先頭セグメントの内周面にガイドレールを設けてあるが、いずれか一方のみとすることもでき、その形状も図示のものに限定されない。
【0095】
いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。
【符号の説明】
【0096】
１ 親子シールド掘進機
２ 親シールド掘進機
２０ 前胴
２１ 後胴
２２ 大径テールスキンプレート
２３ 大径カッターディスク
２４ 親シールドジャッキ
２５ 親エレクター
３ 子シールド掘進機
３０ 前胴
３１ 後胴
３２ 小径テールスキンプレート
３３ 小径カッターディスク
３４ 子シールドジャッキ
３５ 子エレクター
３６ センターシャフト
４ 大径トンネルセグメント
４０ 先頭セグメント
５ 反力受け装置
５０ 前側部材
５０ａ 前側ピース
５００ 本体部材
５００ａ 既設トンネル当接面
５０１ 突出部材
５０１ａ 後方当接面
５０２ ガイド部
５０３ ガイドレール
５０４ スライダ
５１ 後側部材
５１ａ 後側ピース
５１０ａ 前方当接面
５１０ｂ ジャッキ押圧面
６ 小径トンネルセグメント
７ 引き上げ治具用控え材
８ 引き上げ治具
２ 親シールド掘進機
２０ 前胴
２１ 後胴
２２ 大径テールスキンプレート
２３ 大径カッターディスク
２４ 親シールドジャッキ
２５ 親エレクター
３ 子シールド掘進機
３０ 前胴
３１ 後胴
３２ 小径テールスキンプレート
３３ 小径カッターディスク
３４ 子シールドジャッキ
３５ 子エレクター
３６ センターシャフト
４ 大径トンネルセグメント
４０ 先頭セグメント
５ 反力受け装置
５０ 前側部材
５０ａ 前側ピース
５００ 本体部材
５００ａ 既設トンネル当接面
５０１ 突出部材
５０１ａ 後方当接面
５０２ ガイド部
５０３ ガイドレール
５０４ スライダ
５１ 後側部材
５１ａ 後側ピース
５１０ａ 前方当接面
５１０ｂ ジャッキ押圧面
６ 小径トンネルセグメント
７ 引き上げ治具用控え材
８ 引き上げ治具
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】