シールド掘削用壁体

【課題】トンネル掘進用立坑においてシールド掘進機による切削容易性を確保した上で、更に、斯かる切削容易壁体の土圧、水圧に対する強度を保証したシールド掘削用壁体を提供する。
【解決手段】シールド掘進機３００の発進又は到達のための発進到達部を有するトンネル掘進用立坑２００におけるシールド掘削用壁体２０３であって、シールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より大きい領域に渡って設置された、シールド掘進機３００にて切削容易な切削容易壁体２１０と、切削容易壁体２１０の内壁面２１０ａの少なくとも一部の領域を水平方向及び／又は鉛直方向に横断して、且つ、切削容易壁体２１０と一体に設置された、シールド掘進機３００にて切削容易な細長形状の支持体３０と、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、地中を掘削するシールド掘進機の発進又は到達のための発進到達部を有するトンネル掘進用立坑に関するものであり、特に、トンネル掘進用立坑におけるシールド掘進機による切削容易なシールド掘削用壁体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２２に示すように、例えば鉄筋コンクリート製建造物であるトンネル掘進用立坑２００は、例えば、ケーソン工法、ＳＭＷ（ソイルミキシングウォール）工法などにより鉄筋コンクリート製などの立坑壁体２０１及び底板２０２などを造成して構築されるが、立坑２００のシールド掘進機３００が発進又は到達する鉄筋コンクリート製などの建造物の一部開口部分には、シールド掘進機３００により掘削が可能なように、シールド掘削用壁体２０３が構築されることが提案され、又実施されている。シールド掘削用壁体２０３を切削容易なモルタルなどで作製することもできるが、該シールド掘削用壁体２０３として繊維補強コンクリート壁体を使用することが提案され、又実施されている。
【０００３】
つまり、図２３に示すように、例えばＳＭＷ工法によれば、立坑２００の壁体２０１は、Ｈ型鋼或いは箱形鋼などの鋼部材１０１とされる打込部材１００にて構築されているが、その一部であるシールド掘進機３００により切削可能なシールド掘削用壁体２０３は、細長形状の縦方向に延在するシールド掘削用繊維補強材１を横方向に所定の間隔にて配列して構成される。シールド掘削用繊維補強材１としては、従来種々の構造が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、図２４及び図２５に示すように、切削可能なシールド掘削用繊維補強材１を備えた立坑壁用部材、即ち、土留め壁材１００が記載されている。
【０００５】
シールド掘削用繊維補強材１は、一対の上下方向に延在する中空ＦＲＰ（繊維強化樹脂）部材１Ａ、１Ｂ及びスペーサ１Ｃを有している。また、シールド掘削用繊維補強材１は、その上下両端部にＨ型鋼の継手金具（固定金具）１０が接続されており、この継手金具１０により、シールド掘削用繊維補強材１の上部及び下部に配置された各Ｈ型鋼１０１（図２２、図２３）と接続され、土留め壁材１００が作製される。
【０００６】
土留め壁材１００は、図２３に示すように、泥水溝（立坑用溝）２０４内に建て込まれ、溝内の間隔部にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリート等の経時硬化性材料（以下、「セメント硬化体」という。）２０５が充填されて硬化される。
【０００７】
土留め壁材１００を構成する一対の中空ＦＲＰ部材１（１Ａ、１Ｂ）及びスペーサ１Ｃは、シールド掘削機３００の従来のビット３０１を備えたカッターヘッドで容易に切削することが可能であり、カッターヘッドに特別なビットを取り付けて切削する必要はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３８８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記構成の土留め壁材１００を使用した立坑壁２０３は、シールド掘進機３００により掘削が可能であるという特長を有しているが、次のような問題があることが分かった。
【００１０】
つまり、図２７に示すように、大型のシールド掘進機３００を使用した場合には、シールド掘削機３００の切削領域、即ち、切削開口直径（Ｄｓ）は大となり、切削可能領域を必然的に大とせざるを得ない。しかしながら、場合によっては、切削可能領域（切削可能直径Ｄｗ）を構成する切削容易壁体２１０の壁厚（Ｔｗ）を充分に厚く造成することができないことがあり、この場合は、土圧、水圧に対する切削容易壁体自体の強度を増強する必要がある。
【００１１】
このために、切削容易壁体２１０を構成する繊維補強材１に使用する材料として、より高強度の材料をより多量に使用することも考えられるが、壁体の切削容易性を阻害したり、或いは、繊維補強材１の作製の手間及び製造コストの増大をもたらすことが考えられる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、シールド掘削用壁体を備えたトンネル掘進用立坑においてシールド掘進機による切削容易性を確保した上で、更に、シールド掘削用壁体における切削容易壁体の土圧、水圧に対する強度を保証したシールド掘削用壁体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は本発明に係るシールド掘削用壁体にて達成される。要約すれば、本発明は、シールド掘進機の発進又は到達のための発進到達部を有するトンネル掘進用立坑におけるシールド掘削用壁体であって、
シールド掘進機の切削開口直径より大きい領域に渡って設置された、シールド掘進機にて切削容易な切削容易壁体と、
前記切削容易壁体の内壁面の少なくとも一部の領域を水平方向及び／又は鉛直方向に横断して、且つ、前記切削容易壁体と一体に設置された、シールド掘進機にて切削容易な細長形状の支持体と、
を有することを特徴とするシールド掘削用壁体である。
【００１４】
本発明の一実施態様によると、前記支持体は、前記切削容易壁体の内壁面の少なくとも上方及び／又は下方領域であって、且つ、シールド掘進機の切削開口直径より大きい領域から小さい領域に渡って前記切削容易壁体と一体に設置される。
【００１５】
本発明の他の実施態様によると、前記支持体は、前記切削容易壁体の内壁面の少なくとも左方及び／又は右方領域であって、且つ、シールド掘進機の切削開口直径より大きい領域から小さい領域に渡って前記切削容易壁体と一体に設置される。
【００１６】
本発明の他の実施態様によると、前記支持体は、前記切削容易壁体の内壁面の少なくとも略中央領域であって、且つ、切削容易壁体の直径方向に横断して前記切削容易壁体と一体に設置される。
【００１７】
本発明の他の実施態様によると、前記支持体は、前記切削容易壁体の内壁面の上方及び下方領域であって、且つ、シールド掘進機の切削開口直径より大きい領域から小さい領域に渡って前記切削容易壁体と一体に設置されるか、又は、
前記支持体は、前記切削容易壁体の内壁面の少なくとも左方及び右方領域であって、且つ、シールド掘進機の切削開口直径より大きい領域から小さい領域に渡って前記切削容易壁体と一体に設置され、
前記上方及び下方、又は、左方及び右方に設置された前記支持体の間の空間領域を、
（ａ）セメント硬化体、
（ｂ）繊維強化樹脂製の筋材にて補強されたセメント硬化体、
（ｃ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形の柱状体、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の管状体、又は、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の中実柱状体、
（ｄ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形又は多角形の柱状体にて補強されたセメント硬化体、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の管状体にて補強されたセメント硬化体、又は、繊維強化樹脂製ロッドにて補強された断面が多角形若しくは丸形のセメント硬化体、
（ｅ）繊維強化樹脂製の板材、ロッド材、若しくは、その組み合わせた材料、
（ｆ）ガラス繊維強化ウレタン、又は、
（ｇ）木材、
で埋める。
【００１８】
本発明の他の実施態様によると、前記支持体は、
（ａ）セメント硬化体、
（ｂ）繊維強化樹脂製の筋材にて補強されたセメント硬化体、
（ｃ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形の柱状体、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の管状体、又は、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の中実柱状体、
（ｄ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形又は多角形の柱状体にて補強されたセメント硬化体、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の管状体にて補強されたセメント硬化体、又は、繊維強化樹脂製ロッドにて補強された断面が多角形若しくは丸形のセメント硬化体、又は、
（ｅ）ガラス繊維強化ウレタン、
で作製する。
【００１９】
本発明の他の実施態様によると、前記切削容易壁体は、
（ａ）セメント硬化体、
（ｂ）繊維強化樹脂製の筋材にて補強されたセメント硬化体、
（ｃ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形の柱状体、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の管状体、又は、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の中実柱状体、又は、
（ｄ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形又は多角形の柱状体にて補強されたセメント硬化体、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の管状体にて補強されたセメント硬化体、又は、繊維強化樹脂製ロッドにて補強された断面が多角形若しくは丸形のセメント硬化体、
で構築する。
【００２０】
本発明の他の実施態様によると、前記繊維強化樹脂は強化繊維に樹脂を含浸して構成され、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされ、
前記樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、若しくは、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むもの、又は、これら樹脂を発泡させたものである。
【００２１】
本発明の他の実施態様によると、前記セメント硬化体は、
（ａ）モルタル、
（ｂ）ソイルモルタル、
（ｃ）コンクリート、
（ｄ）発泡ミルク、又は、
（ｅ）モルタル、ソイルモルタル、又はコンクリートを発泡させたもの、
である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、シールド掘削用壁体を備えたトンネル掘進用立坑においてシールド掘進機による切削容易性を確保した上で、更に、シールド掘削用壁体における切削容易壁体の土圧、水圧に対する強度を増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るシールド掘削用壁体の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係るシールド掘削用壁体の一実施態様を説明する正面図である。
【図３】本発明に係るシールド掘削用壁体の他の実施態様を説明する正面図である。
【図４】本発明に係るシールド掘削用壁体の他の実施態様を説明する正面図である。
【図５】本発明に係るシールド掘削用壁体の他の実施態様を説明する正面図である。
【図６】本発明に係るシールド掘削用壁体の一実施態様を説明する概略構成断面図である。
【図７】図７（ａ）は、シールド掘削用壁体に使用する支持体の一実施態様の斜視図であり、図７（ｂ）は、横断面図である。
【図８】図８（ａ）は、シールド掘削用壁体に使用する支持体の他の実施態様の斜視図であり、図８（ｂ）は、横断面図である。
【図９】本発明に係るシールド掘削用壁体の他の実施態様を説明する概略構成断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、シールド掘削用壁体に使用する支持体の他の実施態様の正面図であり、図１０（ｂ）は、側面図である。
【図１１】図１０に示すシールド掘削用壁体に使用する支持体の横断面図である。
【図１２】本発明に係るシールド掘削用壁体の他の実施態様を説明する概略構成断面図である。
【図１３】シールド掘削用壁体に使用する支持体の他の実施態様の斜視図である。
【図１４】シールド掘削用壁体に使用する支持体の他の実施態様の斜視図である。
【図１５】本発明に係るシールド掘削用壁体の他の実施態様を説明する概略構成断面図である。
【図１６】本発明に係るシールド掘削用壁体の他の実施態様を説明する概略構成断面図である。
【図１７】本発明に係るシールド掘削用壁体の他の実施態様を説明する概略構成断面図である。
【図１８】本発明に係るシールド掘削用壁体の他の実施態様を説明する概略構成断面図である。
【図１９】本発明に係るシールド掘削用壁体の他の実施態様を説明する概略構成断面図である。
【図２０】本発明に係るシールド掘削用壁体の他の実施態様を説明する概略構成断面図である。
【図２１】本発明に係るシールド掘削用壁体の他の実施態様を説明する概略構成断面図である。
【図２２】従来の立坑の構造を説明する概略構成断面図である。
【図２３】従来の立坑壁の構造を説明する概略構成断面図である。
【図２４】従来の繊維強化樹脂製補強材の一例を説明する斜視図である。
【図２５】図２４の繊維強化樹脂製補強材の横断面図である。
【図２６】本発明にて使用し得る従来の繊維強化樹脂製補強材等を説明する断面図である。
【図２７】従来の立坑壁の構造を説明する概略構成断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係るシールド掘削用壁体を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２５】
実施例１
図１〜図５を参照して、本発明のトンネル掘進用立坑２００におけるシールド掘削用壁体２０３について説明する。
【００２６】
尚、図２〜図５は、先に図２３を参照して説明した立坑壁体の正面図と同様の図であり、同じ部材には同じ参照番号を付して、先の説明を援用し、詳しい説明は省略する。
【００２７】
本発明のトンネル掘進用立坑２００及びシールド掘削用壁体２０３の全体構成は、図２２、図２３を参照して説明した従来のトンネル掘進用立坑２００及びシールド掘削用壁体２０３と同様の構成とされるので、図２２、図２３をも参照されたい。
【００２８】
本発明は、シールド掘進機３００の発進又は到達のための発進到達部を有する、例えば鉄筋コンクリート製建造物とされるトンネル掘進用立坑２００におけるシールド掘削用壁体２０３である。本発明のシールド掘削用壁体２０３は、
（ａ）シールド掘進機３００の切削開口直径Ｄｓより大きい領域(直径Ｄｗ）に渡って設置された、シールド掘進機３００にて切削容易な切削容易壁体２１０と、
（ｂ）切削容易壁体２１０の内壁面２１０ａ（即ち、立坑内面側の壁面）の少なくとも一部の領域を水平方向及び／又は鉛直方向に横断して、且つ、前記切削容易壁体２１０と一体に設置されたシールド掘進機にて切削容易な支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）と、
を有する。
【００２９】
本発明のシールド掘削用壁体２０３において特徴部を構成する支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）は、詳しくは、後述するように、従来、切削容易壁部材として使用されている、例えば、上述の図２４、図２５に示すような、シールド掘進機３００による切削容易な長さ（Ｌ）、幅（Ｗ）とされる細長部材（土留め壁材）１００を好適に使用することができる。勿論、支持体３０は、このような細長部材１００を複数組み合わせることによって構成することができる。
【００３０】
図１〜図５を参照して本発明の実施態様について説明する。図１は、トンネル掘進用立坑２００における本発明に係るシールド掘削用壁体２０３の概略構成を示す。図２〜図５は、上述したように、先に説明した図２３と同様の図であり、トンネル掘削用壁体２０３を示す。
【００３１】
図１、図２を参照して本発明の第１の実施態様について説明すると、図２４、図２５に示す長さ（Ｌ）、幅（Ｗ）の細長部材１００と同様の構成の支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）が、図１、図２に示すように、水平方向に延在するように配置して、且つ、切削容易壁体２１０の内壁面２１０ａ、即ち、シールド掘進機３００が設置される側の壁面２１０ａの上方及び下方領域に設置される。また、上方に配置した支持体３０Ａは、上下方向にシールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より大きい領域（直径Ｄｓ領域より外方領域）から小さい領域（直径Ｄｓ領域内）に渡って一体に設置されるのが好ましい。即ち、支持体３０の幅（Ｗ）は、切削容易壁体２１０の上下方向にて、上方の支持体３０Ａについて言えば、支持体３０Ａの上端縁３０ａは、シールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より大きい外方領域に存在し、支持体３０Ａの下端縁３０ｂは、シールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より小さい内方領域に存在している。場合によっては、支持体３０Ａの上方端縁３０ａ及び下方端縁３０ｂがシールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より小さい内方領域に存在していても良い。
【００３２】
通常、シールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）は、５００〜１６０００ｍｍとされ、支持体３０としては、シールド掘進機３００による掘削が容易な領域を提供するに十分な長さ（Ｌ）、幅（Ｗ）とされ、長さ（Ｌ）が１０００〜２００００ｍｍ、幅（Ｗ）が１００〜８０００ｍｍとされる。従って、図２にて、上方支持体３０Ａの上端縁３０ａの切削開口直径（Ｄｓ）からの外方領域への突出長さ（Ｈ１）は、０〜５０００ｍｍ、内方領域への突出長さ（Ｈ２）は、１００〜８０００ｍｍとされる。
【００３３】
下方の支持体３０Ｂについても同様であり、支持体３０Ｂの幅（Ｗ）は、切削容易壁体２１０の上下方向にて、支持体３０Ｂの上端縁３０ａは、シールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より小さい内方領域に存在し、支持体３０Ｂの下端縁３０ｂは、シールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より大きい外方領域に存在している。場合によっては、支持体３０Ｂの上方端縁３０ａ及び下方端縁３０ｂがシールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より小さい内方領域に存在していても良い。
【００３４】
本発明の第２の実施態様によれば、支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）は、図２にて、切削容易壁体２１０の上方或いは下方のいずれか一方の領域に設置することもできる。
【００３５】
また、本発明の第３の実施態様によれば、図３に示すように、切削容易壁体の上下方向略中央部領域に、水平方向直径方向に延在して設置することもできる。
【００３６】
上記第１〜第３の実施態様に構成とすることにより、即ち、切削容易壁体２１０の上下領域に支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）を設置することにより、図１に示すように、切削容器壁体２１０の曲げスパンＳｐを小さくすることができる。つまり、切削容易壁体２１０に作用する断面力（曲げモーメント、せん断力）を小さくすることができ、切削容易壁体２１０の土圧、水圧に対する強度を大幅に増大することができる。
【００３７】
従って、例え、切削可能領域（直径Ｄｗ）（通常、直径Ｄｗは、直径Ｄｓより２００〜５００ｍｍだけ大とされる。）を構成する切削容易壁体２１０の壁厚Ｔｗを充分に厚く造成することができない場合であっても、切削容易壁体２１０を構成する壁体材料として、より高強度の材料をより多量に使用すること等の必要はない。本発明の構成にて、壁体２１０の切削容易性を阻害したり、或いは、壁体２１０の作製の手間及び製造コストの増大をもたらすことが回避される。
【００３８】
上記第１〜第３の実施態様の説明では、支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）は、切削容易壁体２１０の内壁面の少なくとも上方及び／又は下方領域に設置されるものとして説明したが、図４に示すように、本発明の第４の実施態様によると、上記長さ（Ｌ）、幅（Ｗ）の細長部材とされる支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）を鉛直方向に延在して配置して、且つ、切削容易壁体２１０の内壁面、即ち、シールド掘進機３００が設置される側の壁面２１０ａにおいて左方及び右方領域に設置することができる。その他の構成は、先に説明した第１〜第３の実施態様と同様である。
【００３９】
つまり、支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）は、左右方向にシールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より大きい領域から小さい領域に渡って一体に設置されるのが好ましい。即ち、支持体の幅（Ｗ）は、切削容易壁体２１０の左右方向にて、左側の支持体３０Ａについて言えば、支持体３０Ａの左端縁３ａは、シールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より大きい外方領域に存在し、支持体３０Ａの右端縁３０ｂは、シールド掘進機の切削開口直径（Ｄｓ）より小さい内方領域に存在している。勿論、支持体３０Ａの左方端縁３０ａ及び右方端縁３０ｂがシールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より小さい内方領域に存在していても良い。
【００４０】
右方の支持体３０Ｂについても同様であり、支持体３０Ｂの幅（Ｗ）は、切削容易壁体２１０の左右方向にて、支持体３０Ｂの左端縁３ａは、シールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より小さい内方領域に存在し、支持体３０Ｂの右端縁３０ｂは、シールド掘進機の切削開口直径Ｄｓより大きい外方領域に存在している。勿論、支持体３０Ｂの左方端縁３０ａ及び右方端縁３０ｂがシールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より小さい内方領域に存在していても良い。
【００４１】
また、第５の実施態様によれば、支持体３０は、切削容易壁体２１０の左方或いは右方のいずれかの領域に設置することもでき、また、第６の実施態様によれば、図５に示すように、切削容易壁体２１０の左右方向略中央部に設置することもできる。
【００４２】
第４〜第６の実施態様においても、シールド掘進機の切削開口直径Ｄｓと、長さ（Ｌ）、幅（Ｗ）の支持体３０との配置関係は、先に説明した第１〜第３の実施態様と同様である。
【００４３】
この第４〜第６の実施態様においても、即ち、切削容易壁体２１０の左右領域に支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）を設置することにより、上述したと同様に、曲げスパン（Ｓｐ）を小さくすることができる。つまり、切削容易壁体２１０に作用する断面力（曲げモーメント、せん断力）を小さくすることができ、切削容易壁体２１０の土圧、水圧に対する強度を大幅に増大することができ、先の実施態様と同様の効果を奏し得る。
【００４４】
本発明の他の実施態様によると、必要に応じて、上記第１〜第６の実施態様の構成を適宜組み合わせた構成とすることもできる。この構成により、切削容易壁体２１０の強度を更に向上させることができる。
【００４５】
次に、トンネル掘削用立坑におけるシールド掘進機による切削容易な、本発明に係るシールド掘削用壁体２０３を構成する各部材について説明する。
【００４６】
（切削容易壁体）
本発明に係るシールド掘削用壁体２０３における切削容易壁体２１０は、従来提案されている種々の構造とすることができる。切削容易壁体２１０は、例えば、図２２〜図２５等を参照して説明したようにして構築される。
【００４７】
つまり、図２２、図２３に示すように、例えばＳＭＷ工法によれば、立坑２００の壁体２０１は、Ｈ型鋼或いは箱形鋼などの鋼部材１０１とされる打込部材にて構築されているが、その一部であるシールド掘進機３００により切削可能なシールド掘削用壁体２０３は、細長形状のシールド掘削用繊維補強材１を縦方向に所定の間隔にて配列して構成される土留め壁材１００で構築される。シールド掘削用繊維補強材１としては、従来種々の構造が提案されている。
【００４８】
図２４、図２５に示すように、シールド掘削用繊維補強材１は、一対の上下方向に延在する中空ＦＲＰ（繊維強化樹脂）部材１Ａ、１Ｂ及びスペーサ１Ｃを有している。また、シールド掘削用繊維補強材１は、その上下両端部にＨ型鋼の継手金具１０が接続されており、この継手金具１０により、シールド掘削用繊維補強材１の上部及び下部に配置された各Ｈ型鋼１０１（図２２、図２３）と接続され、土留め壁材１００が作製される。
【００４９】
土留め壁材１００は、図２３に示すように、泥水溝（立坑用溝）２０４内に建て込まれ、溝内の間隔部にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリート等の経時硬化性材料（セメント硬化体）２０５が充填されて硬化される。
【００５０】
土留め壁材１００を構成する一対の中空ＦＲＰ部材１（１Ａ、１Ｂ）及びスペーサ１Ｃは、シールド掘削機３００の従来のビット３０１を備えたカッターヘッドで容易に切削することが可能であり、カッターヘッドに特別なビットを取り付けて切削する必要はない。
【００５１】
切削容易壁体２１０としては、上記従来構成のシールド掘削用繊維補強材１、更には、従来の当業者には周知の様々な繊維補強材を使用することができる。勿論、切削容易壁体２１０は、図２４の繊維補強材１と同様の矩形断面を有した柱状体のセメント硬化体を使用して構築することもできる。また、当業者には周知のように、セメント硬化体を、種々の形状、構成とされる、強化繊維に樹脂を含浸して構成される繊維強化樹脂にて補強して作製することもできる。
【００５２】
つまり、切削容易壁体２１０としては、図２６に示すような壁部材、つまり、
（ａ）セメント硬化体２２（図２６（ａ））、
（ｂ）繊維強化樹脂製の筋材２４（２４ａ、２４ｂ）にて補強されたセメント硬化体２２（図２６（ｂ））、
（ｃ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形の柱状体２５（図２６（ｃ））、繊維強化樹脂製の断面が多角形（例えば箱形）若しくは丸形の管状体２５（図２６（ｄ）、（ｅ））、又は、繊維強化樹脂製の断面が多角形（例えば箱形）若しくは丸形の中実柱状体２５（図２６（ｆ）、（ｇ））、又は、
（ｄ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形又は多角形（例えば矩形）の柱状体２５にて補強されたセメント硬化体２２（図２６（ｈ）、（ｉ））、繊維強化樹脂製の断面が多角形（例えば箱形）若しくは丸形の管状体２５にて補強されたセメント硬化体２２（図２６（ｊ）、（ｋ））、又は、断面が例えば矩形若しくは丸形の繊維強化樹脂製ロッド２５にて補強された断面が多角形（例えば箱形）若しくは丸形のセメント硬化体２２（図２６（ｌ）、（ｍ））、
で作製することができる。
【００５３】
また、セメント硬化体は、
（ａ）モルタル、
（ｂ）ソイルモルタル、
（ｃ）コンクリート、
（ｄ）発泡ミルク、又は、
（ｅ）モルタル、ソイルモルタル、又はコンクリートを発泡させたもの、
とすることができる。
【００５４】
繊維強化樹脂における強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされる。
【００５５】
又、樹脂としては、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、若しくは、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むもの、又は、これら樹脂を発泡させたものを使用することができる。
【００５６】
（支持体）
本発明の支持体３０としては、図２４〜図２６を参照して上述したような、従来切削容易壁体２１０を構築する際に使用した壁部材と同様のシールド掘削用部材１を使用することができる。
【００５７】
つまり、支持体３０は、
（ａ）セメント硬化体２２（図２６（ａ））、
（ｂ）繊維強化樹脂製の筋材２４（２４ａ、２４ｂ）にて補強されたセメント硬化体２２（図２６（ｂ））、
（ｃ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形の柱状体２５（図２６（ｃ））、繊維強化樹脂製の断面が多角形（例えば箱形）若しくは丸形の管状体２５（図２６（ｄ）、（ｅ））、又は、繊維強化樹脂製の断面が多角形（例えば箱形）若しくは丸形の中実柱状体２５（図２６（ｆ）、（ｇ））、又は、
（ｄ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形又は多角形（例えば矩形）の柱状体２５にて補強されたセメント硬化体２２（図２６（ｈ）、（ｉ））、繊維強化樹脂製の断面が多角形（例えば箱形）若しくは丸形の管状体２５にて補強されたセメント硬化体２２（図２６（ｊ）、（ｋ））、又は、断面が例えば矩形若しくは丸形の繊維強化樹脂製ロッド２５にて補強された断面が多角形（例えば箱形）若しくは丸形のセメント硬化体２２（図２６（ｌ）、（ｍ））、更には、図２６には示していないが、
（ｅ）ガラス繊維強化ウレタン、
で構築することができる。
【００５８】
勿論、支持体３０を繊維強化樹脂製補強材を使用して作製する際に使用する強化繊維及び樹脂は、上記切削容易壁体２１０を構築する際の繊維補強材に使用した強化繊維及び樹脂と同様とされる。
【００５９】
以下に、支持体３０の具体例の幾つかについて説明する。
【００６０】
具体例１
支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）は、図１及び図７（ａ）、（ｂ）に示すように、断面矩形状とされる左右方向に延在するセメント硬化体とされる細長部材１（図２６（ａ）の構成に相当）を有し、その左右両端部にＨ型鋼の固定金具（継手金具）１０が接続されている。支持体３０は、この固定金具１０を介して立坑壁体２０１の部分のＨ型鋼１０１（図２）などと接続され、支持体３０がシールド掘削用壁体２０３に一体的に固定される。
【００６１】
具体例２
支持体３０は、先に、図２４及び図２５を参照して説明した、切削容易壁体２１０を造成する際に使用したシールド掘削用繊維補強材（土留め壁材）１００と同様の構成とすることができる。
【００６２】
つまり、図６、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、支持体３０は、繊維補強材で（図２６（ｄ）の構成に相当）ある一対の左右方向に延在する中空ＦＲＰ部材１Ａ、１Ｂ及びスペーサ１Ｃを有している。また、繊維補強材１は、その左右両端部にＨ型鋼の固定金具１０が接続されており、支持体３０は、この固定金具１０により、立坑壁体２０１の部分のＨ型鋼１０１（図２）などと接続され、支持体３０がシールド掘削用壁体２０３に一体的に固定される。
【００６３】
具体例３
支持体３０は、図９〜図１１に示すように、補強筋２４として、強化繊維に樹脂を含浸して作製された繊維強化樹脂製の筋材、即ち、主筋（ＦＲＰロッド）２４ａ及びスターラップ筋（ＦＲＰスターラップ）２４ｂを、例えば、籠状に組み立て、型枠内に設置して、セメント硬化体２２を充填することにより作製される繊維補強材１（図２６（ｂ）の構成に相当）を有している。
【００６４】
繊維補強材１の左右方向には、Ｈ型鋼などとされる固定金具１０が接続されている。
【００６５】
支持体３０は、この固定金具１０により、立坑壁体２０１の部分のＨ型鋼１０１（図２）などと接続され、支持体３０がシールド掘削用壁体２０３に一体的に固定される。
【００６６】
具体例４
支持体３０は、図１２、図１３に示すように、シールド掘進機３００により切削可能な、断面がＩ形又はＨ形の繊維強化樹脂製補強材１と、繊維強化樹脂製補強材１の上下両端に固定された固定金具１０とを有する。
【００６７】
つまり、繊維強化樹脂製補強材１は、所定の幅の平面部を有し、長手軸線方向に延在する複数のウェブ材２、３、４を、所定の横断面形状に、本実施例では、Ｈ形若しくはＩ形形状に一体に成形した繊維強化樹脂材である。即ち、本実施例にて、繊維強化樹脂製補強材１は、所定の幅にて長手軸線方向に沿って延在する平板状のウェブ材、即ち、中央ウェブ材２と、中央ウェブ材２の幅方向両端部において中央ウェブ材２に対して直交配置して長手軸線方向に沿って延在し、中央ウェブ材２と一体に形成された平板状のウェブ材、即ち、端ウェブ材３、４とにて形成される。ウェブ材３、４の平面部がシールド掘進機３００のシールド掘進方向Ｘに対して略直交して配置される。
【００６８】
支持体３０は、固定金具１０により、立坑壁体２０１の部分のＨ型鋼１０１（図２）などと接続され、支持体３０がシールド掘削用壁体２０３に一体的に固定される。
【００６９】
上記説明した具体例４では、繊維強化樹脂製補強材１は、図１３に示すように、長手軸線方向に延在する所定の幅の平面部を有する複数のウェブ材２、３、４を、横断面形状がＨ形若しくはＩ形形状となるように一体に成形した繊維強化樹脂材（図２６（ｃ）の構成に相当）であるとして説明した。
【００７０】
しかし、本発明の繊維強化樹脂製補強材１は、例えば、図１４に示すように、４つのウェブ材を断面形状が矩形状（即ち、箱形）の中空管状体となるように、互いに接続することができる。即ち、該繊維補強材１は、図２６（ｄ）の構成に相当する。
【００７１】
更には、上記支持体３０は、図１５に示すように、Ｈ型鋼をセメント硬化体で埋めることもできる（図２６（ｈ）の構成に相当）。更に、図１４の箱形支持体の内部にはセメント硬化体２２を充填することもできる（図２６（ｊ）の構成に相当）。セメント硬化体は、上記切削容易壁体２１０に関連して説明したセメント硬化体とされる。
【００７２】
本発明に係るシールド掘削用壁体２０３における支持体３０を設置することによりもたらされる効果を実証するために、上記具体例３に従って作製した支持体３０を、上記第１の実施態様に示すように、切削容易壁体２１０の上下領域に設置してシールド掘削用壁体２０３を構築した。そして、該シールド掘削用壁体２０３の強度、及び、該シールド掘削用壁体２０３に対するシールド掘進機３００の切削性を試験した。
【００７３】
実験例
・シールド掘進機３００
切削開口直径（Ｄｓ）６０００ｍｍ
・切削容易壁体２１０
繊維補強コンクリート杭＋ソイルモルタル（図１０、図１１、図２６（ｂ）に示す構成）
厚さ（Ｔｗ）１０００ｍｍ
切削開口直径（Ｄｗ) ６３００ｍｍ
・支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）
繊維補強コンクリート＋ソイルモルタル（図２６（ｌ）に示す構成）
長さ（Ｌ）７０００ｍｍ
幅（Ｗ）２０００ｍｍ
厚さ（Ｔ）５００ｍｍ
【００７４】
本発明に従って構築したシールド掘削用壁体２０３は、土圧、水圧に対する強度は、支持体３０を設置しない場合に対して、鉛直支持材の中央に生じるモーメントは、１／３〜１／４倍程度にまで低減された。また、シールド掘進機３００により切削性は、支持体３０を設置しない場合に比較して劣ることはなく、シールド掘進機３００にて容易に切削することができた。
【００７５】
実施例２
次に、本発明に係るシールド掘削用壁体２０３の他の実施例について説明する。
【００７６】
上記実施例１では、支持体３０は、切削容易壁体２１０の内壁面２１０ａの少なくとも上方及び／又は下方領域であって、且つ、シールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より大きい領域から小さい領域に渡って前記切削容易壁体２１０と一体に設置されるか、又は、支持体３０は、切削容易壁体２１０の内壁面２１０ａの少なくとも左方及び／右方領域であって、且つ、シールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より大きい領域から小さい領域に渡って切削容易壁体２１０と一体に設置されるものとした。
【００７７】
本実施例では、支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）が、切削容易壁体２１０の内壁面２１０ａの上方及び下方領域であって、且つ、シールド掘進機３００の切削開口直径（Ｄｓ）より大きい領域から小さい領域に渡って前記切削容易壁体２１０と一体に設置されるか、又は、支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）が、切削容易壁体２１０の内壁面２１０ａの少なくとも左方及び右方領域であって、且つ、シールド掘進機の切削開口直径より大きい領域から小さい領域に渡って切削容易壁体２１０と一体に設置される場合に、上方及び下方、又は、左方及び右方に設置された支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）の間の空間領域を、図２６に示すような壁部材、つまり、
（ａ）セメント硬化体２２（図２６（ａ））、
（ｂ）繊維強化樹脂製の筋材２４（２４ａ、２４ｂ）にて補強されたセメント硬化体２２（図２６（ｂ））、
（ｃ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形の柱状体２５（図２６（ｃ））、繊維強化樹脂製の断面が多角形（例えば箱形）若しくは丸形の管状体２５（図２６（ｄ）、（ｅ））、又は、繊維強化樹脂製の断面が多角形（例えば箱形）若しくは丸形の中実柱状体２５（図２６（ｆ）、（ｇ））、又は、
（ｄ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形又は多角形（例えば矩形）の柱状体２５にて補強されたセメント硬化体２２（図２６（ｈ）、（ｉ））、繊維強化樹脂製の断面が多角形（例えば箱形）若しくは丸形の管状体２５にて補強されたセメント硬化体２２（図２６（ｊ）、（ｋ））、又は、断面が例えば矩形若しくは丸形の繊維強化樹脂製ロッド２５にて補強された断面が多角形（例えば箱形）若しくは丸形のセメント硬化体２２（図２６（ｌ）、（ｍ））、更には、図２６には示していないが、
（ｅ）繊維強化樹脂製の板材、ロッド材、若しくは、その組み合わせた材料、
（ｆ）ガラス繊維強化ウレタン、又は、
（ｇ）木材、
などで構築された壁体４０で埋める構成とされる。壁体４０の幅Ｔｗは、支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）と同様とされるが、これに限定されるものではない。
【００７８】
セメント硬化体、並びに、繊維強化樹脂を作製する際の強化繊維及び樹脂などは、実施例１で説明したものと同様とされる。
【００７９】
次に、本実施例の幾つかの具体例について説明する。
【００８０】
具体例１
図１６は、繊維強化樹脂製の筋材にて補強されたセメント硬化体とされる両支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）の間の空間領域を、セメント硬化体（図２６（ａ）の構成に相当）とされる壁体４０にて補強した例を示す。
【００８１】
具体例２
図１７は、繊維強化樹脂製の筋材にて補強されたセメント硬化体とされる両支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）の間の空間領域を、繊維強化樹脂製の筋材にて補強されたセメント硬化体（図２６（ｂ）の構成に相当）とされる壁体４０にて補強した例を示す。
【００８２】
具体例３
図１８は、繊維強化樹脂製の筋材にて補強されたセメント硬化体とされる両支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）の間の空間領域を、繊維強化樹脂製の断面がＩ型又はＨ形の柱状体にて補強されたセメント硬化体（図２６（ｈ）の構成に相当）とされる壁体４０にて補強した例を示す。
【００８３】
具体例４
図１９は、繊維強化樹脂製の断面がＩ型又はＨ形の柱状体にて補強されたセメント硬化体とされる両支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）の間の空間領域を、セメント硬化体（図２６（ａ）の構成に相当）とされる壁体４０にて補強した例を示す。
【００８４】
具体例５
図２０は、繊維強化樹脂製の断面がＩ型又はＨ形の柱状体にて補強されたセメント硬化体とされる両支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）の間の空間領域を、繊維強化樹脂製の筋材にて補強されたセメント硬化体（図２６（ｂ）の構成に相当）とされる壁体４０にて補強した例を示す。
【００８５】
具体例６
図２１は、繊維強化樹脂製の断面がＩ型又はＨ形の柱状体にて補強されたセメント硬化体とされる両支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）の間の空間領域を、繊維強化樹脂製の断面がＩ型又はＨ形の柱状体にて補強されたセメント硬化体（図２６（ｈ）の構成に相当）とされる壁体４０にて補強した例を示す。
【００８６】
上記具体例１〜６は、支持体３０（３０Ａ、３０Ｂ）が、切削容易壁体２１０の内壁面２１０ａの上方及び下方領域に設置された場合についての例であるが、支持体３０が、切削容易壁体２１０の内壁面の左方及び右方領域に設置された場合も同様に構成される。
【００８７】
本実施例によれば、実施例１と比較して、シールド掘進機３００にて直接切削可能な壁部、即ち、切削容易壁体２１０の耐力を更に向上させることができる。
【符号の説明】
【００８８】
１シールド掘削用繊維補強材
１０固定金具
２２セメント硬化体
２４（２４ａ、２４ｂ）繊維強化樹脂製筋材
３０（３０Ａ、３０Ｂ）支持体
１００土留め壁材
１０１鋼部材
２００トンネル掘進用立坑
２０１鉄筋コンクリート製立坑壁体
２０３シールド掘削用壁体
２１０切削容易壁体
３００シールド掘進機

【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機の発進又は到達のための発進到達部を有するトンネル掘進用立坑におけるシールド掘削用壁体であって、
シールド掘進機の切削開口直径より大きい領域に渡って設置された、シールド掘進機にて切削容易な切削容易壁体と、
前記切削容易壁体の内壁面の少なくとも一部の領域を水平方向及び／又は鉛直方向に横断して、且つ、前記切削容易壁体と一体に設置された、シールド掘進機にて切削容易な細長形状の支持体と、
を有することを特徴とするシールド掘削用壁体。
【請求項２】
前記支持体は、前記切削容易壁体の内壁面の少なくとも上方及び／又は下方領域であって、且つ、シールド掘進機の切削開口直径より大きい領域から小さい領域に渡って前記切削容易壁体と一体に設置されたことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削用壁体。
【請求項３】
前記支持体は、前記切削容易壁体の内壁面の少なくとも左方及び／又は右方領域であって、且つ、シールド掘進機の切削開口直径より大きい領域から小さい領域に渡って前記切削容易壁体と一体に設置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のシールド掘削用壁体。
【請求項４】
前記支持体は、前記切削容易壁体の内壁面の少なくとも略中央領域であって、且つ、切削容易壁体の直径方向に横断して前記切削容易壁体と一体に設置されたことを特徴とする請求項御１〜３のいずれかの項に記載のシールド掘削用壁体。
【請求項５】
前記支持体は、前記切削容易壁体の内壁面の上方及び下方領域であって、且つ、シールド掘進機の切削開口直径より大きい領域から小さい領域に渡って前記切削容易壁体と一体に設置されるか、又は、
前記支持体は、前記切削容易壁体の内壁面の少なくとも左方及び右方領域であって、且つ、シールド掘進機の切削開口直径より大きい領域から小さい領域に渡って前記切削容易壁体と一体に設置され、
前記上方及び下方、又は、左方及び右方に設置された前記支持体の間の空間領域を、
（ａ）セメント硬化体、
（ｂ）繊維強化樹脂製の筋材にて補強されたセメント硬化体、
（ｃ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形の柱状体、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の管状体、又は、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の中実柱状体、
（ｄ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形又は多角形の柱状体にて補強されたセメント硬化体、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の管状体にて補強されたセメント硬化体、又は、繊維強化樹脂製ロッドにて補強された断面が多角形若しくは丸形のセメント硬化体、
（ｅ）繊維強化樹脂製の板材、ロッド材、若しくは、その組み合わせた材料、
（ｆ）ガラス繊維強化ウレタン、又は、
（ｇ）木材、
で埋めることを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削用壁体。
【請求項６】
前記支持体は、
（ａ）セメント硬化体、
（ｂ）繊維強化樹脂製の筋材にて補強されたセメント硬化体、
（ｃ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形の柱状体、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の管状体、又は、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の中実柱状体、
（ｄ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形又は多角形の柱状体にて補強されたセメント硬化体、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の管状体にて補強されたセメント硬化体、又は、繊維強化樹脂製ロッドにて補強された断面が多角形若しくは丸形のセメント硬化体、又は、
（ｅ）ガラス繊維強化ウレタン、
で作製することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載のシールド掘削用壁体。
【請求項７】
前記切削容易壁体は、
（ａ）セメント硬化体、
（ｂ）繊維強化樹脂製の筋材にて補強されたセメント硬化体、
（ｃ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形の柱状体、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の管状体、又は、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の中実柱状体、又は、
（ｄ）繊維強化樹脂製の断面がＩ形若しくはＨ形又は多角形の柱状体にて補強されたセメント硬化体、繊維強化樹脂製の断面が多角形若しくは丸形の管状体にて補強されたセメント硬化体、又は、繊維強化樹脂製ロッドにて補強された断面が多角形若しくは丸形のセメント硬化体、
で構築することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載のシールド掘削用壁体。
【請求項８】
前記繊維強化樹脂は強化繊維に樹脂を含浸して構成され、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされ、
前記樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、若しくは、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むもの、又は、これら樹脂を発泡させたものであることを特徴とする請求項５〜７のいずれかの項に記載のシールド掘削用壁体。
【請求項９】
前記セメント硬化体は、
（ａ）モルタル、
（ｂ）ソイルモルタル、
（ｃ）コンクリート、
（ｄ）発泡ミルク、又は、
（ｅ）モルタル、ソイルモルタル、又はコンクリートを発泡させたもの、
であることを特徴とする請求項５〜８のいずれかの項に記載のシールド掘削用壁体。

【図１】