トンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法及びセグメント撤去装置
【課題】 地上を占有する立抗の構築を必要とせず、通常仕様のシールド機で分岐・合流部の構築を可能とするトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法及び撤去装置の提供。
【解決手段】 先行トンネル１００の前記分岐・合流部分のセグメントを鋼材構造セグメント１０１で施工しておき、合流する地中トンネルのシールド機が貫通通過する前に、先行トンネルにコンクリート隔壁１１０を設け、円筒状のセグメント撤去装置１０を配設し、鋼材構造セグメント内周とセグメント撤去装置外周を液密にシールした空間に地上部から電解質溶液２４ａを注入充填して加圧循環させながら、鋼材構造セグメント１０１を陽極とし、前記セグメント撤去装置１０を陰極として直流電源１７から電圧を印加して鋼材構造セグメント１０１をアノード溶解により電食撤去し、シールド機で掘削可能な充填材に置換することを特徴とするトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法とその装置。
【解決手段】 先行トンネル１００の前記分岐・合流部分のセグメントを鋼材構造セグメント１０１で施工しておき、合流する地中トンネルのシールド機が貫通通過する前に、先行トンネルにコンクリート隔壁１１０を設け、円筒状のセグメント撤去装置１０を配設し、鋼材構造セグメント内周とセグメント撤去装置外周を液密にシールした空間に地上部から電解質溶液２４ａを注入充填して加圧循環させながら、鋼材構造セグメント１０１を陽極とし、前記セグメント撤去装置１０を陰極として直流電源１７から電圧を印加して鋼材構造セグメント１０１をアノード溶解により電食撤去し、シールド機で掘削可能な充填材に置換することを特徴とするトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法とその装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
シールドトンネルの分岐・合流部の構築に係る工法であって、詳しくは、先行地中トンネルのトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法及び撤去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路などのトンネルの分岐部及び合流部の構築方法としては、地表面からの掘削によるオープンカット工法や、トンネル内から行うＮＡＴＭ（Ｎｅｗ Ａｕｓｔｒａｉａｎ Ｔｏｎｎｅｌｓ Ｍｅｔｈｏｄ）による切り拡げ工法が用いられていた。
【０００３】
従来のオープンカット工法では、施工に当たり地上部を占有して山留め壁構築や掘削作業を行うため用地確保の問題と共に振動・騒音などが発生する環境問題があった。また、ＮＡＴＭ切り拡げ工法においては、超大断面を切拡げるための多くの工期を要し、工事費が増大する問題があった。
【０００４】
これらの問題を解決するため、シールド機により直接分岐部、合流部を地中で経済的に構築する工法が提案されてきた。特許文献１は、地中合流線路の構造及びその形成方法に係る発明であり、大径シール機体と小径シールド機体とを一体に組み合わせたシールド掘削機を使用して、合流線路部を形成し、大径トンネル部の掘削と同時に小径シールド機体により掘削されるトンネル部内に分流線路を形成するものであるが、本線と側線の進入口側に発進立抗を、合流後の出口側に到着立抗を構築する必要があった。さらに、大径・小径シールドを合体させた特殊なシールド機体を用いなければならないため、設備費用が嵩む問題があった。
【０００５】
特許文献２は、シールドトンネルに於ける分岐部及び合流部の施工方法に於いて、分岐・合流部区間に、予め幹線トンネルと、分岐・合流する枝線トンネルとがひとつの断面に入る大断面トンネルを形成し、その大断面トンネル内から大断面トンネルの側壁を突き抜けて側面に向け枝線トンネルを掘削する分岐線シールド機を発進させる工法である。この工法では、大断面トンネルのセグメントを前記分岐線シールド機により取り壊しやすいように、炭素繊維補強材を鉄筋代替材とした特殊セグメントで構築する。
【０００６】
この工法では、通常幹線トンネルと合流部の大断面トンネル掘削のため、通常幹線トンネルと大断面トンネルの両端接続箇所に、大型シールド機を発進到着させる立抗を構築しなければならず、大型シールド機を設置する必要があるため、工費、工期がかかる問題があった。また高価な特殊セグメントを用いる問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１７３０６７号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】特開２００１−３５５３８５号公報（第２、３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記問題に鑑み、地上を占有する立抗の構築を必要とせず、通常仕様のシールド機で分岐・合流部の構築を可能とするトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法及びその撤去装置を提供する。
【０００９】
また、トンネル分岐・合流部の断面を必要最小限として掘削量を減らし、さらに、幹線トンネル或は支線トンネルのどちらからであっても先行施工が行える方法とし、工期短縮、経費削減を可能とさせることを課題とする。
【００１０】
さらに、炭素繊維補強材などの特殊素材によるセグメントを用いることなく、鋼材構造セグメントで、シールド機で掘削可能な先行トンネルを構築可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法は、トンネル分岐・合流部の構築に際し予め先行して構築される先行トンネルの分岐・合流部分のセグメントを鋼材構造セグメントで構築しておき、
合流する地中トンネルのシールド機が到着または貫通通過する前に、先行トンネルの分岐・合流部分の開始地点にコンクリート隔壁を設け、該コンクリート隔壁に先端が接し外周が鋼材構造セグメントに対向する円筒状のセグメント撤去装置を配設し、
前記鋼材構造セグメント内周と前記セグメント撤去装置の電極筒体の外周を液密にシールした空間に地上部から電解質溶液を注入充填して加圧循環させながら、鋼材構造セグメントを陽極とし、セグメント撤去装置の電極筒体を陰極として電圧を印加して電極筒体と対向する鋼材構造セグメントを電食（アノード溶解）し、前記鋼材構造セグメントが撤去された前記分岐・合流部分の先行トンネル内をシールド機で掘削可能な充填材に置換することを特徴とする。
【００１２】
本発明のセグメント撤去装置は、請求項１記載のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法に用いるセグメント撤去装置であって、
トンネル内を前後に移動可能な台車を備えトンネル径より小径に形成された円筒状の撤去装置筐体と、
撤去装置筐体に支持された油圧ジャッキに連結され、該装置筐体内外に摺動可能に設けられた金属製の電極筒体と、
前記撤去装置筐体の前後両端の外周に設けられトンネル内壁に接して撤去装置筐体をトンネル内中央に保持する筐体保持用ゴムバックと、
撤去装置筐体の内周に設けられ、電極筒体外周との間隙を液密にシールするシール部材と、
前記電極筒体に設けられた、側壁の上部に開口する電解質溶液送液管と、その下部に開口する電解質溶液回収管と、側壁及び前壁に開口する充填材注入管と、電圧を印加する電源端子と、
トンネル内を移動可能な台車に積載された前記電解質溶液回収管に接続された排液ポンプと、地上の高圧受電設備に接続された直流電源装置とから構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、前記セグメント撤去装置は、トンネル立抗の地上に設けた電解質溶液槽及び回収溶液槽と、電解質溶液槽の溶液を送出する送液ポンプに接続された前記電解質溶液送液管、電解質溶液回収管、充填材注入管及び電源ケーブルをトンネル内に敷設して、
撤去装置筐体に支持された油圧ジャッキにより摺動可能に設けられた前記電極筒体を撤去装置筐体外に伸長して、電極筒体の先端を先行トンネル分岐・合流部分の開始地点に設けられたコンクリート隔壁に当接させ、外周を前記鋼材構造セグメントに対向するように配設し、
撤去装置筐体の前記筐体保持用ゴムバックを加圧膨張させて、前記鋼材構造セグメントと撤去装置筐体外周を液密にシールし、前記電極筒体と鋼材構造セグメントの間隙空間に電解質溶液送液管と電解質溶液回収管を介して電解質溶液を充填し加圧循環させながら、前記鋼材構造セグメントを陽極とし前記セグメント撤去装置を陰極として前記直流電源装置から電圧を所定時間印加し、前記鋼材構造セグメントが電食（アノード溶解）された後、
前記充填材注入管を介して電極筒体側壁開口から電極筒体とトンネル外壁の間隙空間に充填材を注入し、次に、油圧ジャッキにより電極筒体を撤去装置筐体内に収納しながらトンネル内に充填材注入管を介して電極筒体後壁開口から充填材を注入して充填し、
分岐・合流部が続く場合は、電極筒体の先端を充填固化した充填材に当接させておき、次に、撤去装置筐体の筐体保持用ゴムバックを収縮させ撤去装置筐体をトンネル内を前進可能な状態として、前記油圧ジャッキにより撤去装置筐体を前進させながら電極筒体を撤去装置筐体外に伸長して、続く分岐・合流部の鋼材構造セグメントと電極筒体が対向するように配設し、前記電食破壊及び充填材の注入を繰返し、
分岐・合流部のすべての先行トンネル内をシールド機で掘削可能な充填材に置換することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法によれば、地上を占有する立抗の構築を必要とせず、大型シールド機或は特殊組合せシールド機のような設備を用いることなく通常仕様のシールド機で分岐・合流部の構築が可能となる。このため、工期の短縮と工事費用の削減を図ることができる。
【００１５】
また、トンネル分岐・合流部の断面を必要最小限として掘削量を減らし、さらに、幹線トンネル或は支線トンネルのどちらからであっても先行施工が行える。さらに、炭素繊維補強材などの特殊素材によるセグメントを用いることなく、鋼材構造セグメントで先行トンネルを構築しておくことができる。
【００１６】
また、本発明のセグメント撤去装置によれば、トンネル断面の鋼材構造セグメントを電極筒体の長さ単位で一括して電食（アノード溶解）して撤去することができるため、短時間で分岐・合流部の先行トンネルをシールド機が掘削可能なものとすることができる。
【００１７】
さらに、セグメント撤去装置が、撤去装置筐体と、撤去装置筐体に支持された油圧ジャッキにより摺動可能に設けられた前記電極筒体から構成されており、先行トンネルの分岐・合流部の全長を移動させながら連続的に電食撤去することができる。このため、並行する部分が多い場合、或は複数箇所の分岐合流部がある場合であっても、短期間でトンネル分岐・合流部のセグメント撤去を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、先行トンネル内に配設された本発明のセグメント撤去装置を示す断面図である。
【００１９】
先行トンネル１００は、トンネル分岐・合流部に鋼材構造セグメント１０１で構築しておき、トンネル内の分岐・合流部の開始地点に発泡モルタルで支圧とセグメント撤去装置１０の電極筒体１２の保持を兼ねたコンクリート隔壁１１０を設ける。
【００２０】
なお、この鋼材構造セグメント１０１は、外周に肌落ち防止のためのコンクリート部１０３を配した鋼製セグメント部１０２からなる構造である。（図３参照）
【００２１】
セグメント撤去装置１０は、トンネル内を前後に移動可能な台車１１ｂを備えトンネル径より小径に形成された円筒状の撤去装置筐体１１と、
撤去装置筐体１１の前壁１１ａに支持された油圧ジャッキ１３に連結され、該撤去装置筐体１１内外に摺動可能に設けられた金属製の電極筒体１２とから構成されている。図１では、油圧ジャッキ１３が伸長されて撤去装置筐体１１が前方に移動し、電極筒体１２が撤去装置筐体１１から出て、先行トンネル１００の鋼材構造セグメント１０１の内周と対向した状態を示す。
【００２２】
筐体保持用ゴムバック１４は、前記撤去装置筐体１１の前後両端の外周に設けられており、気体或は液体を充填して膨張させてトンネル内壁に接して撤去装置筐体１１をトンネル内中央に保持する。また、撤去装置筐体１１を前方へ移動させる際は、気体或は液体を抜いて収縮させる。
【００２３】
シール部材１５は、撤去装置筐体１１の後端部内周に設けられ、電極筒体１２外周との間隙を液密にシールするものである。これは、鋼材構造セグメント１０１の内周と電極筒体１２との間に電解質溶液２０ａを充填可能とするものである。
【００２４】
前記電極筒体１２には、その側壁の下部に開口する電解質溶液送液管１９と、その上部に開口する電解質溶液回収管２０と、側壁及び後壁１２ｂに開口する充填材注入管１８と、前壁１２ａに電圧を印加する電源端子１７ｃを備える。
【００２５】
また、撤去装置筐体１１の前方移動に従ってトンネル内を移動可能な台車１６ａに積載された前記電解質溶液回収管２０に接続された排液ポンプ１６と、台車１７ａに積載され地上の高圧受電設備２５（図２参照）に接続した直流電源装置１７とを配設する。
【００２６】
次に、図２に示す、本発明のセグメント撤去装置の地上設備の構成を説明する。先行トンネル１００の既設の立抗３０の地上には、電解質溶液槽２２、回収溶液槽２３、充填材注入設備２４及び高圧受電設備２５を設ける。
【００２７】
電解質溶液槽２２からは送液ポンプ２１により電解質溶液送液管１９を介してセグメント撤去装置１０へ電解質溶液２０ａを供給する。電解質溶液送液管１９には流量計２１ａを設け電解質溶液２０ａの送出量を計測する。一方、回収溶液槽２３には、トンネル内の排液ポンプ１６により電解質溶液回収管２０を介して鋼材構造セグメント１０１が溶解した電解質溶液２０ａを回収する。
【００２８】
充填材注入設備２４は、発泡モルタルなどの充填材を混練して供給するものであり、充填材注入管１８を介してセグメント撤去装置１０に充填材２４ａを送出する。
【００２９】
高圧受電設備２５は、高圧電流を変電してトンネル内の直流電源装置１７へ、ＡＣ４４０ボルトの低圧電流を供給するものである。いずれも、先行トンネル１００内を延長する配管と電線で接続されるものであり、先行トンネルの掘削のために構築された立抗に配設すればよい。このために、分岐・合流地点近傍に新たな立坑を構築する必要は無い。
【００３０】
図３は、本発明の先行トンネルの分岐・合流部に使用するセグメントを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（Ｃ）は内側から見た平面図である。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、鋼材構造セグメント１０１は、鋼製セグメント部１０２の外側に肌落ち防止用のコンクリート部１０３を配した構造である。無筋コンクリートに近い構造で、付着用の短い鉄筋１０３ａのみでコンクリートを保持させたものである。補強リブ１０２ａで構造材を構成している鋼製セグメント部１０２が電食により溶解撤去された場合は、シールド機で掘削可能なコンクリート部１０３のみが残る構造である。
【００３２】
図４は、先行トンネルの鋼材構造セグメント１０１と配設された電極筒体１２の断面図である。先行トンネル１００の外周は鋼材構造セグメント１０１で構築されている。鋼材構造セグメント１０１の鋼製セグメント部１０２の内側に電極筒体１２が一定の間隙を保って貫入されて、その間隙に電解質溶液２０ａが充填されている。電解質溶液２０ａとしては濃度３％の食塩水を用いることができる。
【００３３】
この電解質溶液２０ａは前記送液ポンプ２１と流量計２１ａ、排液ポンプ１６と圧力計（図示せず）に接続されたポンプ制御盤（図示せず）により所定の圧力に保たれ、電食により鋼材構造セグメント１０１が撤去されても、地山の圧力（切羽圧）を支えるようになされる。
【００３４】
すなわち、電食（アノード溶解）によるセグメントの撤去に当たっては、電食時間、電食電流、電解電圧、電解質溶液の温度、電解質溶液の導電率（比抵抗、食塩濃度）、電解質溶液圧力については、それぞれセンサーを設けて測定し、その値をコンピュータに取り込み、開始から終了までのデータを解析・制御して撤去工程を進行させる。
【００３５】
図５は、本発明のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法の工程を示し、（ａ）は電食中の配置、（ｂ）は電極筒体周囲の充填材置換、（ｃ）は電極筒体撤収・充填材置換、（ｄ）は電極筒体撤収完了、（ｅ）は撤去装置筐体前方移動、（ｆ）は次の区間の電食開始の配置を示す断面図である。
【００３６】
図５、図６を参照して、本発明のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法の手順を説明する。
【００３７】
（１）図５（ａ）に示すように、先ず先行トンネル１００内の分岐・合流部の開始地点に発泡モルタルで支圧とセグメント撤去装置１０の電極筒体１２の保持を兼ねたコンクリート隔壁１１０を設け、トンネル内を前後に移動可能な台車１１ｂを備えたセグメント撤去装置１０を設置する。電極筒体１２の後端１２ｂをコンクリート隔壁１１０に保持させた状態で油圧ジャッキ１３を駆動して撤去装置筐体１１を前進させる。電極筒体１２が撤去装置筐体１１外に出されて鋼材構造セグメント１０１と対向した状態で、筐体保持用ゴムバック１４を膨張させて電極筒体１２と鋼材構造セグメント１０１との間隙を液密とし、地上の電解質溶液槽２２の電解質溶液２２ａを送液ポンプにより注入する。
この状態で、電極筒体１２の電源端子１７ｃに陰極を、鋼材構造セグメント１０１に電圧を印加する電極端子１７ｂに陽極を接続して直流電源装置１７を稼動させて、電圧を印加し、鋼材構造セグメント１０１を電食（アノード溶解）させて撤去する。
【００３８】
このとき、電食管理用コンピュータ（図示せず）により、電解質溶液の圧力、電解電流、電解電圧、電気溶液濃度をセンサーにより計測したデータを取り込み、電食の進行を監視すると共に、電源装置及びポンプを制御して電食を行う。
【００３９】
電食中は、送液ポンプ２１と排液ポンプ１６を稼働して電解質溶液２０ａを循環させて、鋼材構造セグメント１０１が溶解した水酸化物を地上の回収溶液槽２３に回収すると共に、新たな電解質溶液２０ａを送液ポンプ２１で送り込み電食を促進する。
【００４０】
電食管理用コンピュータにより、鋼材構造セグメント１０１がすべて溶解したことを電気伝導率の変化から確認して、電食を完了する。
【００４１】
（２）電食完了後、充填材注入設備２４を稼動して、鋼材構造セグメント１０１が溶解撤去された先行トンネルと電極筒体１２との間隙の電解質溶液２０ａと充填材２４ａを置換する。すなわち電解質溶液２０ａを排液ポンプ１６で排出しながら、充填材２４ａを注入して置換する。図５（ｂ）に電極筒体周囲の充填材置換状態を示す。
【００４２】
（３）次に、油圧ジャッキ１３を駆動して、電極筒体１２を撤去装置筐体１１内部に収納しながら、電極筒体１２の後壁１２ｂを後退させ、トンネル内の空洞に充填材２４ａを注入充填する。（２）の作業では充填材注入管１８のバルブ１８ａを開けて行ったが、（３）ではバルブ１８ｂをあけて後壁１２ｂの開口からトンネル内の空洞に充填材２４ａを充填する。図５（ｃ）はこの電極筒体撤収・充填材置換中を示す。
【００４３】
（４）図６（ａ）は、前記（３）の作業を終えた状態を示す。この状態は、鋼材構造セグメント１０１が撤去されたトンネル部分が、発泡コンクリートなどの充填材２４ａで充填され、シールド機で掘削可能な部分が完成した所である。ここで、前方のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去のために、筐体保持用ゴムバック１４を収縮させ、撤去装置筐体１１を移動可能としておく。
【００４４】
（５）次に、図６（ｂ）に示すように、電極筒体１２の後壁１２ｂを充填材２４ａに保持させた状態で油圧ジャッキ１３を伸長駆動して撤去装置筐体１１を前進させる。
【００４５】
（６）図６（ｃ）は、電極筒体１２が撤去装置筐体１１外に出されて鋼材構造セグメント１０１と対向した状態で、筐体保持用ゴムバック１４を膨張させて電極筒体１２と鋼材構造セグメント１０１との間隙を液密とし、地上の電解質溶液槽２２の電解質溶液２２ａを送液ポンプ２１を稼働して注入する。
この状態で、電極筒体１２の電源端子１７ｃに陰極を、鋼材構造セグメント１０１の電極端子１７ｂに陽極を接続して直流電源装置１７を稼動させて、電圧を印加し、次の区間の電食（アノード溶解）を開始する。
（２）から（６）を繰り返し、トンネル分岐・合流部の長さの鋼材構造セグメントをすべて電食撤去して充填材２４ａを充填して作業を終了する。
【００４６】
図７は、本発明を用いたランプ合流部の施工方法を説明する模式図である。
【００４７】
予め、ランプ支線となる先行トンネル１００に、本線トンネル２００ａ、２００ｂと合流する部分のセグメントを鋼材構造セグメント１０１構築しておく。次に本線となる本線トンネル２００ａ、２００ｂのシールド機が到着して貫通する前に、本発明のセグメント撤去方法により鋼材構造セグメント１０１を電食撤去して充填剤に置換しておき、本線掘削シールド機により先行トンネル１００と合流させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】先行トンネル内に配設された本発明のセグメント撤去装置を示す断面図である。
【図２】本発明のセグメント撤去装置の地上設備の構成を説明する模式図である。
【図３】本発明の先行トンネルの分岐・合流部に使用するセグメントを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は内側から見た平面図である。
【図４】先行トンネルの鋼材構造セグメントと配設された電極筒体の断面図である。
【図５】本発明のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法の工程を示し、（ａ）は電食中の配置、（ｂ）は電極筒体周囲の充填材置換、（ｃ）は電極筒体撤収・充填材置換を示す断面図である。
【図６】本発明のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法の図５に続く工程を示し、（ａ）は電極筒体撤収完了、（ｂ）は撤去装置筐体前方移動、（ｃ）は次の区間の電食開始の配置を示す断面図である。
【図７】本発明を用いたランプ合流部の施工方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０ セグメント撤去装置
１１ 撤去装置筐体
１１ａ 前壁
１１ｂ 台車
１２ 電極筒体
１２ａ 前壁
１２ｂ 後壁
１３ 油圧ジャッキ
１４ 筐体保持用ゴムバック
１５ シール部材
１６ 排液ポンプ
１６ａ 台車
１７ 直流電源装置
１７ａ 台車
１７ｂ 電源端子
１７ｃ 電源端子
１８ 充填材注入管
１９ 電解質溶液送液管
２０ 電解質溶液回収管
２０ａ 電解質溶液
２１ 送液ポンプ
２１ａ 流量計
２２ 電解質溶液槽
２３ 回収溶液槽
２４ 充填材注入設備
２４ａ 充填材
２５ 高圧受電設備
３０ 立抗
１００ 先行トンネル
１０１ 鋼材構造セグメント
１０２ 鋼製セグメント部
１０２ａ 補強リブ
１０３ コンクリート部
１０３ａ 鉄筋
１１０ コンクリート隔壁
２００ａ 本線トンネル
２００ｂ 本線トンネル
【技術分野】
【０００１】
シールドトンネルの分岐・合流部の構築に係る工法であって、詳しくは、先行地中トンネルのトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法及び撤去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路などのトンネルの分岐部及び合流部の構築方法としては、地表面からの掘削によるオープンカット工法や、トンネル内から行うＮＡＴＭ（Ｎｅｗ Ａｕｓｔｒａｉａｎ Ｔｏｎｎｅｌｓ Ｍｅｔｈｏｄ）による切り拡げ工法が用いられていた。
【０００３】
従来のオープンカット工法では、施工に当たり地上部を占有して山留め壁構築や掘削作業を行うため用地確保の問題と共に振動・騒音などが発生する環境問題があった。また、ＮＡＴＭ切り拡げ工法においては、超大断面を切拡げるための多くの工期を要し、工事費が増大する問題があった。
【０００４】
これらの問題を解決するため、シールド機により直接分岐部、合流部を地中で経済的に構築する工法が提案されてきた。特許文献１は、地中合流線路の構造及びその形成方法に係る発明であり、大径シール機体と小径シールド機体とを一体に組み合わせたシールド掘削機を使用して、合流線路部を形成し、大径トンネル部の掘削と同時に小径シールド機体により掘削されるトンネル部内に分流線路を形成するものであるが、本線と側線の進入口側に発進立抗を、合流後の出口側に到着立抗を構築する必要があった。さらに、大径・小径シールドを合体させた特殊なシールド機体を用いなければならないため、設備費用が嵩む問題があった。
【０００５】
特許文献２は、シールドトンネルに於ける分岐部及び合流部の施工方法に於いて、分岐・合流部区間に、予め幹線トンネルと、分岐・合流する枝線トンネルとがひとつの断面に入る大断面トンネルを形成し、その大断面トンネル内から大断面トンネルの側壁を突き抜けて側面に向け枝線トンネルを掘削する分岐線シールド機を発進させる工法である。この工法では、大断面トンネルのセグメントを前記分岐線シールド機により取り壊しやすいように、炭素繊維補強材を鉄筋代替材とした特殊セグメントで構築する。
【０００６】
この工法では、通常幹線トンネルと合流部の大断面トンネル掘削のため、通常幹線トンネルと大断面トンネルの両端接続箇所に、大型シールド機を発進到着させる立抗を構築しなければならず、大型シールド機を設置する必要があるため、工費、工期がかかる問題があった。また高価な特殊セグメントを用いる問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１７３０６７号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】特開２００１−３５５３８５号公報（第２、３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記問題に鑑み、地上を占有する立抗の構築を必要とせず、通常仕様のシールド機で分岐・合流部の構築を可能とするトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法及びその撤去装置を提供する。
【０００９】
また、トンネル分岐・合流部の断面を必要最小限として掘削量を減らし、さらに、幹線トンネル或は支線トンネルのどちらからであっても先行施工が行える方法とし、工期短縮、経費削減を可能とさせることを課題とする。
【００１０】
さらに、炭素繊維補強材などの特殊素材によるセグメントを用いることなく、鋼材構造セグメントで、シールド機で掘削可能な先行トンネルを構築可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法は、トンネル分岐・合流部の構築に際し予め先行して構築される先行トンネルの分岐・合流部分のセグメントを鋼材構造セグメントで構築しておき、
合流する地中トンネルのシールド機が到着または貫通通過する前に、先行トンネルの分岐・合流部分の開始地点にコンクリート隔壁を設け、該コンクリート隔壁に先端が接し外周が鋼材構造セグメントに対向する円筒状のセグメント撤去装置を配設し、
前記鋼材構造セグメント内周と前記セグメント撤去装置の電極筒体の外周を液密にシールした空間に地上部から電解質溶液を注入充填して加圧循環させながら、鋼材構造セグメントを陽極とし、セグメント撤去装置の電極筒体を陰極として電圧を印加して電極筒体と対向する鋼材構造セグメントを電食（アノード溶解）し、前記鋼材構造セグメントが撤去された前記分岐・合流部分の先行トンネル内をシールド機で掘削可能な充填材に置換することを特徴とする。
【００１２】
本発明のセグメント撤去装置は、請求項１記載のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法に用いるセグメント撤去装置であって、
トンネル内を前後に移動可能な台車を備えトンネル径より小径に形成された円筒状の撤去装置筐体と、
撤去装置筐体に支持された油圧ジャッキに連結され、該装置筐体内外に摺動可能に設けられた金属製の電極筒体と、
前記撤去装置筐体の前後両端の外周に設けられトンネル内壁に接して撤去装置筐体をトンネル内中央に保持する筐体保持用ゴムバックと、
撤去装置筐体の内周に設けられ、電極筒体外周との間隙を液密にシールするシール部材と、
前記電極筒体に設けられた、側壁の上部に開口する電解質溶液送液管と、その下部に開口する電解質溶液回収管と、側壁及び前壁に開口する充填材注入管と、電圧を印加する電源端子と、
トンネル内を移動可能な台車に積載された前記電解質溶液回収管に接続された排液ポンプと、地上の高圧受電設備に接続された直流電源装置とから構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、前記セグメント撤去装置は、トンネル立抗の地上に設けた電解質溶液槽及び回収溶液槽と、電解質溶液槽の溶液を送出する送液ポンプに接続された前記電解質溶液送液管、電解質溶液回収管、充填材注入管及び電源ケーブルをトンネル内に敷設して、
撤去装置筐体に支持された油圧ジャッキにより摺動可能に設けられた前記電極筒体を撤去装置筐体外に伸長して、電極筒体の先端を先行トンネル分岐・合流部分の開始地点に設けられたコンクリート隔壁に当接させ、外周を前記鋼材構造セグメントに対向するように配設し、
撤去装置筐体の前記筐体保持用ゴムバックを加圧膨張させて、前記鋼材構造セグメントと撤去装置筐体外周を液密にシールし、前記電極筒体と鋼材構造セグメントの間隙空間に電解質溶液送液管と電解質溶液回収管を介して電解質溶液を充填し加圧循環させながら、前記鋼材構造セグメントを陽極とし前記セグメント撤去装置を陰極として前記直流電源装置から電圧を所定時間印加し、前記鋼材構造セグメントが電食（アノード溶解）された後、
前記充填材注入管を介して電極筒体側壁開口から電極筒体とトンネル外壁の間隙空間に充填材を注入し、次に、油圧ジャッキにより電極筒体を撤去装置筐体内に収納しながらトンネル内に充填材注入管を介して電極筒体後壁開口から充填材を注入して充填し、
分岐・合流部が続く場合は、電極筒体の先端を充填固化した充填材に当接させておき、次に、撤去装置筐体の筐体保持用ゴムバックを収縮させ撤去装置筐体をトンネル内を前進可能な状態として、前記油圧ジャッキにより撤去装置筐体を前進させながら電極筒体を撤去装置筐体外に伸長して、続く分岐・合流部の鋼材構造セグメントと電極筒体が対向するように配設し、前記電食破壊及び充填材の注入を繰返し、
分岐・合流部のすべての先行トンネル内をシールド機で掘削可能な充填材に置換することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法によれば、地上を占有する立抗の構築を必要とせず、大型シールド機或は特殊組合せシールド機のような設備を用いることなく通常仕様のシールド機で分岐・合流部の構築が可能となる。このため、工期の短縮と工事費用の削減を図ることができる。
【００１５】
また、トンネル分岐・合流部の断面を必要最小限として掘削量を減らし、さらに、幹線トンネル或は支線トンネルのどちらからであっても先行施工が行える。さらに、炭素繊維補強材などの特殊素材によるセグメントを用いることなく、鋼材構造セグメントで先行トンネルを構築しておくことができる。
【００１６】
また、本発明のセグメント撤去装置によれば、トンネル断面の鋼材構造セグメントを電極筒体の長さ単位で一括して電食（アノード溶解）して撤去することができるため、短時間で分岐・合流部の先行トンネルをシールド機が掘削可能なものとすることができる。
【００１７】
さらに、セグメント撤去装置が、撤去装置筐体と、撤去装置筐体に支持された油圧ジャッキにより摺動可能に設けられた前記電極筒体から構成されており、先行トンネルの分岐・合流部の全長を移動させながら連続的に電食撤去することができる。このため、並行する部分が多い場合、或は複数箇所の分岐合流部がある場合であっても、短期間でトンネル分岐・合流部のセグメント撤去を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、先行トンネル内に配設された本発明のセグメント撤去装置を示す断面図である。
【００１９】
先行トンネル１００は、トンネル分岐・合流部に鋼材構造セグメント１０１で構築しておき、トンネル内の分岐・合流部の開始地点に発泡モルタルで支圧とセグメント撤去装置１０の電極筒体１２の保持を兼ねたコンクリート隔壁１１０を設ける。
【００２０】
なお、この鋼材構造セグメント１０１は、外周に肌落ち防止のためのコンクリート部１０３を配した鋼製セグメント部１０２からなる構造である。（図３参照）
【００２１】
セグメント撤去装置１０は、トンネル内を前後に移動可能な台車１１ｂを備えトンネル径より小径に形成された円筒状の撤去装置筐体１１と、
撤去装置筐体１１の前壁１１ａに支持された油圧ジャッキ１３に連結され、該撤去装置筐体１１内外に摺動可能に設けられた金属製の電極筒体１２とから構成されている。図１では、油圧ジャッキ１３が伸長されて撤去装置筐体１１が前方に移動し、電極筒体１２が撤去装置筐体１１から出て、先行トンネル１００の鋼材構造セグメント１０１の内周と対向した状態を示す。
【００２２】
筐体保持用ゴムバック１４は、前記撤去装置筐体１１の前後両端の外周に設けられており、気体或は液体を充填して膨張させてトンネル内壁に接して撤去装置筐体１１をトンネル内中央に保持する。また、撤去装置筐体１１を前方へ移動させる際は、気体或は液体を抜いて収縮させる。
【００２３】
シール部材１５は、撤去装置筐体１１の後端部内周に設けられ、電極筒体１２外周との間隙を液密にシールするものである。これは、鋼材構造セグメント１０１の内周と電極筒体１２との間に電解質溶液２０ａを充填可能とするものである。
【００２４】
前記電極筒体１２には、その側壁の下部に開口する電解質溶液送液管１９と、その上部に開口する電解質溶液回収管２０と、側壁及び後壁１２ｂに開口する充填材注入管１８と、前壁１２ａに電圧を印加する電源端子１７ｃを備える。
【００２５】
また、撤去装置筐体１１の前方移動に従ってトンネル内を移動可能な台車１６ａに積載された前記電解質溶液回収管２０に接続された排液ポンプ１６と、台車１７ａに積載され地上の高圧受電設備２５（図２参照）に接続した直流電源装置１７とを配設する。
【００２６】
次に、図２に示す、本発明のセグメント撤去装置の地上設備の構成を説明する。先行トンネル１００の既設の立抗３０の地上には、電解質溶液槽２２、回収溶液槽２３、充填材注入設備２４及び高圧受電設備２５を設ける。
【００２７】
電解質溶液槽２２からは送液ポンプ２１により電解質溶液送液管１９を介してセグメント撤去装置１０へ電解質溶液２０ａを供給する。電解質溶液送液管１９には流量計２１ａを設け電解質溶液２０ａの送出量を計測する。一方、回収溶液槽２３には、トンネル内の排液ポンプ１６により電解質溶液回収管２０を介して鋼材構造セグメント１０１が溶解した電解質溶液２０ａを回収する。
【００２８】
充填材注入設備２４は、発泡モルタルなどの充填材を混練して供給するものであり、充填材注入管１８を介してセグメント撤去装置１０に充填材２４ａを送出する。
【００２９】
高圧受電設備２５は、高圧電流を変電してトンネル内の直流電源装置１７へ、ＡＣ４４０ボルトの低圧電流を供給するものである。いずれも、先行トンネル１００内を延長する配管と電線で接続されるものであり、先行トンネルの掘削のために構築された立抗に配設すればよい。このために、分岐・合流地点近傍に新たな立坑を構築する必要は無い。
【００３０】
図３は、本発明の先行トンネルの分岐・合流部に使用するセグメントを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（Ｃ）は内側から見た平面図である。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、鋼材構造セグメント１０１は、鋼製セグメント部１０２の外側に肌落ち防止用のコンクリート部１０３を配した構造である。無筋コンクリートに近い構造で、付着用の短い鉄筋１０３ａのみでコンクリートを保持させたものである。補強リブ１０２ａで構造材を構成している鋼製セグメント部１０２が電食により溶解撤去された場合は、シールド機で掘削可能なコンクリート部１０３のみが残る構造である。
【００３２】
図４は、先行トンネルの鋼材構造セグメント１０１と配設された電極筒体１２の断面図である。先行トンネル１００の外周は鋼材構造セグメント１０１で構築されている。鋼材構造セグメント１０１の鋼製セグメント部１０２の内側に電極筒体１２が一定の間隙を保って貫入されて、その間隙に電解質溶液２０ａが充填されている。電解質溶液２０ａとしては濃度３％の食塩水を用いることができる。
【００３３】
この電解質溶液２０ａは前記送液ポンプ２１と流量計２１ａ、排液ポンプ１６と圧力計（図示せず）に接続されたポンプ制御盤（図示せず）により所定の圧力に保たれ、電食により鋼材構造セグメント１０１が撤去されても、地山の圧力（切羽圧）を支えるようになされる。
【００３４】
すなわち、電食（アノード溶解）によるセグメントの撤去に当たっては、電食時間、電食電流、電解電圧、電解質溶液の温度、電解質溶液の導電率（比抵抗、食塩濃度）、電解質溶液圧力については、それぞれセンサーを設けて測定し、その値をコンピュータに取り込み、開始から終了までのデータを解析・制御して撤去工程を進行させる。
【００３５】
図５は、本発明のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法の工程を示し、（ａ）は電食中の配置、（ｂ）は電極筒体周囲の充填材置換、（ｃ）は電極筒体撤収・充填材置換、（ｄ）は電極筒体撤収完了、（ｅ）は撤去装置筐体前方移動、（ｆ）は次の区間の電食開始の配置を示す断面図である。
【００３６】
図５、図６を参照して、本発明のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法の手順を説明する。
【００３７】
（１）図５（ａ）に示すように、先ず先行トンネル１００内の分岐・合流部の開始地点に発泡モルタルで支圧とセグメント撤去装置１０の電極筒体１２の保持を兼ねたコンクリート隔壁１１０を設け、トンネル内を前後に移動可能な台車１１ｂを備えたセグメント撤去装置１０を設置する。電極筒体１２の後端１２ｂをコンクリート隔壁１１０に保持させた状態で油圧ジャッキ１３を駆動して撤去装置筐体１１を前進させる。電極筒体１２が撤去装置筐体１１外に出されて鋼材構造セグメント１０１と対向した状態で、筐体保持用ゴムバック１４を膨張させて電極筒体１２と鋼材構造セグメント１０１との間隙を液密とし、地上の電解質溶液槽２２の電解質溶液２２ａを送液ポンプにより注入する。
この状態で、電極筒体１２の電源端子１７ｃに陰極を、鋼材構造セグメント１０１に電圧を印加する電極端子１７ｂに陽極を接続して直流電源装置１７を稼動させて、電圧を印加し、鋼材構造セグメント１０１を電食（アノード溶解）させて撤去する。
【００３８】
このとき、電食管理用コンピュータ（図示せず）により、電解質溶液の圧力、電解電流、電解電圧、電気溶液濃度をセンサーにより計測したデータを取り込み、電食の進行を監視すると共に、電源装置及びポンプを制御して電食を行う。
【００３９】
電食中は、送液ポンプ２１と排液ポンプ１６を稼働して電解質溶液２０ａを循環させて、鋼材構造セグメント１０１が溶解した水酸化物を地上の回収溶液槽２３に回収すると共に、新たな電解質溶液２０ａを送液ポンプ２１で送り込み電食を促進する。
【００４０】
電食管理用コンピュータにより、鋼材構造セグメント１０１がすべて溶解したことを電気伝導率の変化から確認して、電食を完了する。
【００４１】
（２）電食完了後、充填材注入設備２４を稼動して、鋼材構造セグメント１０１が溶解撤去された先行トンネルと電極筒体１２との間隙の電解質溶液２０ａと充填材２４ａを置換する。すなわち電解質溶液２０ａを排液ポンプ１６で排出しながら、充填材２４ａを注入して置換する。図５（ｂ）に電極筒体周囲の充填材置換状態を示す。
【００４２】
（３）次に、油圧ジャッキ１３を駆動して、電極筒体１２を撤去装置筐体１１内部に収納しながら、電極筒体１２の後壁１２ｂを後退させ、トンネル内の空洞に充填材２４ａを注入充填する。（２）の作業では充填材注入管１８のバルブ１８ａを開けて行ったが、（３）ではバルブ１８ｂをあけて後壁１２ｂの開口からトンネル内の空洞に充填材２４ａを充填する。図５（ｃ）はこの電極筒体撤収・充填材置換中を示す。
【００４３】
（４）図６（ａ）は、前記（３）の作業を終えた状態を示す。この状態は、鋼材構造セグメント１０１が撤去されたトンネル部分が、発泡コンクリートなどの充填材２４ａで充填され、シールド機で掘削可能な部分が完成した所である。ここで、前方のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去のために、筐体保持用ゴムバック１４を収縮させ、撤去装置筐体１１を移動可能としておく。
【００４４】
（５）次に、図６（ｂ）に示すように、電極筒体１２の後壁１２ｂを充填材２４ａに保持させた状態で油圧ジャッキ１３を伸長駆動して撤去装置筐体１１を前進させる。
【００４５】
（６）図６（ｃ）は、電極筒体１２が撤去装置筐体１１外に出されて鋼材構造セグメント１０１と対向した状態で、筐体保持用ゴムバック１４を膨張させて電極筒体１２と鋼材構造セグメント１０１との間隙を液密とし、地上の電解質溶液槽２２の電解質溶液２２ａを送液ポンプ２１を稼働して注入する。
この状態で、電極筒体１２の電源端子１７ｃに陰極を、鋼材構造セグメント１０１の電極端子１７ｂに陽極を接続して直流電源装置１７を稼動させて、電圧を印加し、次の区間の電食（アノード溶解）を開始する。
（２）から（６）を繰り返し、トンネル分岐・合流部の長さの鋼材構造セグメントをすべて電食撤去して充填材２４ａを充填して作業を終了する。
【００４６】
図７は、本発明を用いたランプ合流部の施工方法を説明する模式図である。
【００４７】
予め、ランプ支線となる先行トンネル１００に、本線トンネル２００ａ、２００ｂと合流する部分のセグメントを鋼材構造セグメント１０１構築しておく。次に本線となる本線トンネル２００ａ、２００ｂのシールド機が到着して貫通する前に、本発明のセグメント撤去方法により鋼材構造セグメント１０１を電食撤去して充填剤に置換しておき、本線掘削シールド機により先行トンネル１００と合流させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】先行トンネル内に配設された本発明のセグメント撤去装置を示す断面図である。
【図２】本発明のセグメント撤去装置の地上設備の構成を説明する模式図である。
【図３】本発明の先行トンネルの分岐・合流部に使用するセグメントを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は内側から見た平面図である。
【図４】先行トンネルの鋼材構造セグメントと配設された電極筒体の断面図である。
【図５】本発明のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法の工程を示し、（ａ）は電食中の配置、（ｂ）は電極筒体周囲の充填材置換、（ｃ）は電極筒体撤収・充填材置換を示す断面図である。
【図６】本発明のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法の図５に続く工程を示し、（ａ）は電極筒体撤収完了、（ｂ）は撤去装置筐体前方移動、（ｃ）は次の区間の電食開始の配置を示す断面図である。
【図７】本発明を用いたランプ合流部の施工方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０ セグメント撤去装置
１１ 撤去装置筐体
１１ａ 前壁
１１ｂ 台車
１２ 電極筒体
１２ａ 前壁
１２ｂ 後壁
１３ 油圧ジャッキ
１４ 筐体保持用ゴムバック
１５ シール部材
１６ 排液ポンプ
１６ａ 台車
１７ 直流電源装置
１７ａ 台車
１７ｂ 電源端子
１７ｃ 電源端子
１８ 充填材注入管
１９ 電解質溶液送液管
２０ 電解質溶液回収管
２０ａ 電解質溶液
２１ 送液ポンプ
２１ａ 流量計
２２ 電解質溶液槽
２３ 回収溶液槽
２４ 充填材注入設備
２４ａ 充填材
２５ 高圧受電設備
３０ 立抗
１００ 先行トンネル
１０１ 鋼材構造セグメント
１０２ 鋼製セグメント部
１０２ａ 補強リブ
１０３ コンクリート部
１０３ａ 鉄筋
１１０ コンクリート隔壁
２００ａ 本線トンネル
２００ｂ 本線トンネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル分岐・合流部の構築に際し予め先行して構築される先行トンネルの分岐・合流部分のセグメントを鋼材構造セグメントで構築しておき、
合流する地中トンネルのシールド機が到着または貫通通過する前に、先行トンネルの分岐・合流部分の開始地点にコンクリート隔壁を設け、該コンクリート隔壁に先端が接し外周が鋼材構造セグメントに対向する円筒状のセグメント撤去装置を配設し、
前記鋼材構造セグメント内周と前記セグメント撤去装置の電極筒体の外周を液密にシールした空間に地上部から電解質溶液を注入充填して加圧循環させながら、鋼材構造セグメントを陽極とし、セグメント撤去装置の電極筒体を陰極として電圧を印加して電極筒体と対向する鋼材構造セグメントを電食（アノード溶解）し、前記鋼材構造セグメントが撤去された前記分岐・合流部分の先行トンネル内をシールド機で掘削可能な充填材に置換することを特徴とするトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法。
【請求項２】
請求項１記載のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法に用いるセグメント撤去装置であって、
トンネル内を前後に移動可能な台車を備えトンネル径より小径に形成された円筒状の撤去装置筐体と、
撤去装置筐体に支持された油圧ジャッキに連結され、該装置筐体内外に摺動可能に設けられた金属製の電極筒体と、
前記撤去装置筐体の前後両端の外周に設けられトンネル内壁に接して撤去装置筐体をトンネル内中央に保持する筐体保持用ゴムバックと、
撤去装置筐体の内周に設けられ、電極筒体外周との間隙を液密にシールするシール部材と、
前記電極筒体に設けられた、側壁の上部に開口する電解質溶液送液管と、その下部に開口する電解質溶液回収管と、側壁及び前壁に開口する充填材注入管と、電圧を印加する電源端子と、
トンネル内を移動可能な台車に積載された前記電解質溶液回収管に接続された排液ポンプと、地上の高圧受電設備に接続された直流電源装置とから構成されていることを特徴とするセグメント撤去装置。
【請求項３】
前記セグメント撤去装置は、トンネル立抗の地上に設けた電解質溶液槽及び回収溶液槽と、電解質溶液槽の溶液を送出する送液ポンプに接続された前記電解質溶液送液管、電解質溶液回収管、充填材注入管及び電源ケーブルをトンネル内に敷設して、
撤去装置筐体に支持された油圧ジャッキにより摺動可能に設けられた前記電極筒体を撤去装置筐体外に伸長して、電極筒体の先端を先行トンネル分岐・合流部分の開始地点に設けられたコンクリート隔壁に当接させ、外周を前記鋼材構造セグメントに対向するように配設し、
撤去装置筐体の前記筐体保持用ゴムバックを加圧膨張させて、前記鋼材構造セグメントと撤去装置筐体外周を液密にシールし、前記電極筒体と鋼材構造セグメントの間隙空間に電解質溶液送液管と電解質溶液回収管を介して電解質溶液を充填し加圧循環させながら、前記鋼材構造セグメントを陽極とし前記セグメント撤去装置を陰極として前記直流電源装置から電圧を所定時間印加し、前記鋼材構造セグメントが電食（アノード溶解）された後、
前記充填材注入管を介して電極筒体側壁開口から電極筒体とトンネル外壁の間隙空間に充填材を注入し、次に、油圧ジャッキにより電極筒体を撤去装置筐体内に収納しながらトンネル内に充填材注入管を介して電極筒体後壁開口から充填材を注入して充填し、
分岐・合流部が続く場合は、電極筒体の先端を充填固化した充填材に当接させておき、次に、撤去装置筐体の筐体保持用ゴムバックを収縮させ撤去装置筐体をトンネル内を前進可能な状態として、前記油圧ジャッキにより撤去装置筐体を前進させながら電極筒体を撤去装置筐体外に伸長して、続く分岐・合流部の鋼材構造セグメントと電極筒体が対向するように配設し、前記電食破壊及び充填材の注入を繰返し、
分岐・合流部のすべての先行トンネル内をシールド機で掘削可能な充填材に置換することを特徴とする請求項２記載のセグメント撤去装置。
【請求項１】
トンネル分岐・合流部の構築に際し予め先行して構築される先行トンネルの分岐・合流部分のセグメントを鋼材構造セグメントで構築しておき、
合流する地中トンネルのシールド機が到着または貫通通過する前に、先行トンネルの分岐・合流部分の開始地点にコンクリート隔壁を設け、該コンクリート隔壁に先端が接し外周が鋼材構造セグメントに対向する円筒状のセグメント撤去装置を配設し、
前記鋼材構造セグメント内周と前記セグメント撤去装置の電極筒体の外周を液密にシールした空間に地上部から電解質溶液を注入充填して加圧循環させながら、鋼材構造セグメントを陽極とし、セグメント撤去装置の電極筒体を陰極として電圧を印加して電極筒体と対向する鋼材構造セグメントを電食（アノード溶解）し、前記鋼材構造セグメントが撤去された前記分岐・合流部分の先行トンネル内をシールド機で掘削可能な充填材に置換することを特徴とするトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法。
【請求項２】
請求項１記載のトンネル分岐・合流部のセグメント撤去方法に用いるセグメント撤去装置であって、
トンネル内を前後に移動可能な台車を備えトンネル径より小径に形成された円筒状の撤去装置筐体と、
撤去装置筐体に支持された油圧ジャッキに連結され、該装置筐体内外に摺動可能に設けられた金属製の電極筒体と、
前記撤去装置筐体の前後両端の外周に設けられトンネル内壁に接して撤去装置筐体をトンネル内中央に保持する筐体保持用ゴムバックと、
撤去装置筐体の内周に設けられ、電極筒体外周との間隙を液密にシールするシール部材と、
前記電極筒体に設けられた、側壁の上部に開口する電解質溶液送液管と、その下部に開口する電解質溶液回収管と、側壁及び前壁に開口する充填材注入管と、電圧を印加する電源端子と、
トンネル内を移動可能な台車に積載された前記電解質溶液回収管に接続された排液ポンプと、地上の高圧受電設備に接続された直流電源装置とから構成されていることを特徴とするセグメント撤去装置。
【請求項３】
前記セグメント撤去装置は、トンネル立抗の地上に設けた電解質溶液槽及び回収溶液槽と、電解質溶液槽の溶液を送出する送液ポンプに接続された前記電解質溶液送液管、電解質溶液回収管、充填材注入管及び電源ケーブルをトンネル内に敷設して、
撤去装置筐体に支持された油圧ジャッキにより摺動可能に設けられた前記電極筒体を撤去装置筐体外に伸長して、電極筒体の先端を先行トンネル分岐・合流部分の開始地点に設けられたコンクリート隔壁に当接させ、外周を前記鋼材構造セグメントに対向するように配設し、
撤去装置筐体の前記筐体保持用ゴムバックを加圧膨張させて、前記鋼材構造セグメントと撤去装置筐体外周を液密にシールし、前記電極筒体と鋼材構造セグメントの間隙空間に電解質溶液送液管と電解質溶液回収管を介して電解質溶液を充填し加圧循環させながら、前記鋼材構造セグメントを陽極とし前記セグメント撤去装置を陰極として前記直流電源装置から電圧を所定時間印加し、前記鋼材構造セグメントが電食（アノード溶解）された後、
前記充填材注入管を介して電極筒体側壁開口から電極筒体とトンネル外壁の間隙空間に充填材を注入し、次に、油圧ジャッキにより電極筒体を撤去装置筐体内に収納しながらトンネル内に充填材注入管を介して電極筒体後壁開口から充填材を注入して充填し、
分岐・合流部が続く場合は、電極筒体の先端を充填固化した充填材に当接させておき、次に、撤去装置筐体の筐体保持用ゴムバックを収縮させ撤去装置筐体をトンネル内を前進可能な状態として、前記油圧ジャッキにより撤去装置筐体を前進させながら電極筒体を撤去装置筐体外に伸長して、続く分岐・合流部の鋼材構造セグメントと電極筒体が対向するように配設し、前記電食破壊及び充填材の注入を繰返し、
分岐・合流部のすべての先行トンネル内をシールド機で掘削可能な充填材に置換することを特徴とする請求項２記載のセグメント撤去装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３３６３７５（Ｐ２００６−３３６３７５Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６４３４８（Ｐ２００５−１６４３４８）
【出願日】平成１７年６月３日（２００５．６．３）
【出願人】（０００２３５５４３）飛島建設株式会社 (132)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月３日（２００５．６．３）
【出願人】（０００２３５５４３）飛島建設株式会社 (132)
【Ｆターム（参考）】
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