土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法及びチャンバ内の圧力管理方法
【課題】トンネルの土被り深さが１．０Ｄよりも小さい区間を補助工法を行うことなくシールド工法にて掘進可能な掘進方法を提供する。
【解決手段】土被り深さと地盤の単位体積重量との関係に基づいて切羽直上の鉛直土圧を算出し、この鉛直土圧Ｐよりもチャンバ５内が所定圧だけ大きい設定圧力Ｐ０となるように管理する。土圧計２０ａ、２０ｃにて測定した実際の鉛直土圧Ｐ１に基づいて排土スクリュー１８の回転速度又はシールドジャッキ２７の推進速度の少なくともいずれかを調整して、チャンバ５内の圧力を管理する。さらに、地盤沈下計１４にて地盤の沈下又は隆起による変位量を測定し、この測定結果に基づいてチャンバ５内の圧力を管理する。
【解決手段】土被り深さと地盤の単位体積重量との関係に基づいて切羽直上の鉛直土圧を算出し、この鉛直土圧Ｐよりもチャンバ５内が所定圧だけ大きい設定圧力Ｐ０となるように管理する。土圧計２０ａ、２０ｃにて測定した実際の鉛直土圧Ｐ１に基づいて排土スクリュー１８の回転速度又はシールドジャッキ２７の推進速度の少なくともいずれかを調整して、チャンバ５内の圧力を管理する。さらに、地盤沈下計１４にて地盤の沈下又は隆起による変位量を測定し、この測定結果に基づいてチャンバ５内の圧力を管理する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法及びチャンバ内の圧力管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市部では地下構造物を構築する際に、交通混雑の激しい道路での工事をスムーズに行うとともに、周辺住民に与える工事の影響を軽減するために、シールド工法が採用されており、特に、トンネル建設時に多く採用されている。また、都市部の地上には十分な作業基地面積を確保することが難しいために、設備配置スペースの必要面積が大きい泥水式シールドに比べて設備配置スペースの必要面積が小さい土圧式シールドによる施工のニーズが高まっている。
【０００３】
一般的に、シールド工法で掘削されるトンネルの最小土被り深さは、非特許文献１に示すように、１．０Ｄ〜１．５Ｄ（Ｄ：掘削外径）程度である。トンネルの土被り深さが１．０Ｄ〜１．５Ｄ以上の場合のトンネル前方の地山では、地盤の粘着性等の影響により、図８に示すように、切羽周辺のくさび状部分３０の土塊がすべり面に沿ってトンネルに向かって動こうとしており（黒色矢印）、このとき切羽には土圧（白色矢印）が作用している。かかる場合には、土圧式シールド機のチャンバ内の圧力を土圧よりもやや大きくなるように管理して切羽を支持している。このチャンバ内の圧力は、隔壁の中心部付近に設置された土圧計の測定値を代表値として用い、この測定値に基づいて管理されている。
【０００４】
また、トンネルの土被り深さが１．０Ｄより小さい場合においては、トンネルを掘削する前に薬注工法等の補助工法にて土被り部分を地盤改良し、トンネル掘削による地盤の変状を防止する方法が用いられている。
【非特許文献１】「トンネル標準示方書［シールド工法編］・同解説」１９９４年８月 １８、１８３頁 土木学会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
隔壁の中心部付近に設置した土圧計の測定値を代表値としてチャンバ内の圧力を管理する方法は、図９に示すように、切羽に作用する土圧の圧力分布とチャンバ内の圧力分布とを比較すると、切羽の上部及び切羽の下部で多少の圧力差が生じる場合がある。トンネルの土被り深さが１．０Ｄ〜１．５Ｄ以上の場合においては、切羽に作用する土圧とチャンバ内の圧力とに多少の差異を有していても土被り深さが大きくてくさび状部分３０の土塊の量が多い。このため、土の粘着性によりこの差異を吸収することができ、地盤の沈下や隆起は生じない。
【０００６】
これに対して、トンネルの土被り深さが１．０Ｄよりも小さい場合は、図１０に示すように、切羽直上の地山部分２１の土塊が下方に向かって移動しようとしている。このとき前述したように切羽の上部で圧力差が生じていると、土被り深さが小さく、地山部分２１の土塊の量が少ないために、土の粘着性の効果も小さくなり、この差異を吸収することができずに地山部分２１が沈下してしまう可能性があるという問題点があった。
【０００７】
また、トンネルの土被りが１．０Ｄより小さい場合に薬注工法等の補助工法を用いると地上作業が必要となるために、地上部分に作業用スペースを確保しなければならず、都市部ではこの作業用スペースの確保が困難であるという問題点があった。さらに、地上での作業を無くすためにシールド工法を採用しているにも関わらず、補助工法で地上作業を行うことは当初の目的に反するという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、トンネルの土被り深さが１．０Ｄよりも小さい区間を補助工法を行うことなくシールド工法にて掘進可能な掘進方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法は、カッターヘッドと隔壁との間に形成され、掘削した土砂に所定の圧力を与えて切羽を保持するためのチャンバを備えた土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法において、前記チャンバ内の圧力を切羽直上の鉛直土圧に対して略同一に又は所定圧だけ大きくなるように管理しつつ地盤内を掘進することを特徴とする（第１の発明）。
本発明による土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法によれば、小土被り区間を補助工法を用いることなく、土圧式シールド機にて掘進することが可能となる。また、掘進時にチャンバ内の圧力を切羽直上の鉛直土圧に対して略同一又は所定圧だけ大きくなるように管理することにより、地盤の沈下又は隆起を確実に防止することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記地盤に変位計を設置して地表面の変位量を測定し、前記測定した結果に基づいて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴とする。
本発明による土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法によれば、変位計にて地表面の変位量を測定し、この測定結果に基づいてチャンバ内の圧力を変位量が小さくなるように調整するので地表面の沈下又は隆起を確実に防止することが可能となる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記チャンバ内の圧力を前記隔壁の最上部に設置された圧力計で測定した結果に基づいて管理することを特徴とする。
本発明による土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法によれば、隔壁の最上部に設置した圧力計で切羽直上の鉛直土圧を測定して、チャンバ内の圧力を鉛直土圧に対して略同一に又は所定圧だけ大きくなるように管理するために、切羽直上の地盤の沈下又は隆起を確実に防止することが可能となる。
【００１２】
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、前記チャンバ内の圧力を前記土圧式シールド機の排土速度又は推進速度の少なくともいずれかを制御することにより調整することを特徴とする。
本発明による土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法によれば、土圧式シールド機の排土速度又は推進速度の少なくともいずれかを制御することにより、容易にチャンバ内の圧力を調整することが可能となる。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明において、前記小土被り区間の土被り深さは、前記土圧式シールド機による掘削外径よりも小さいことを特徴とする。
本発明による土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法によれば、土被り深さが土圧式シールド機による掘削外径（以下、１．０Ｄ（Ｄ：掘削外径）とする）よりも小さい深度にトンネルを掘削することができるために、トンネル掘進作業時の作業効率の向上、アプローチ部の施工期間の短縮、構築後のトンネル維持管理の容易さ等の効果を得ることが可能となる。
【００１４】
第６の発明の土圧式シールド機によるチャンバ内の圧力管理方法は、土圧式シールド機にてトンネルを掘削する際に、カッターヘッドと隔壁との間に形成されるチャンバ内の土砂に所定の圧力を与えて切羽を保持するためのチャンバ内の圧力管理方法において、圧力計にて切羽直上の鉛直土圧を測定し、前記土圧式シールド機の排土速度又は推進速度の少なくともいずれかを制御してチャンバ内の圧力を前記鉛直土圧に対して略同一に又は所定圧だけ大きくなるように管理することを特徴とする。
【００１５】
第７の発明は、第６の発明において、前記地盤に変位計を設置して地表面の変位量を測定し、前記測定した結果に基づいて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴する。
【００１６】
第８の発明は、第６又は７の発明において、前記チャンバ内の圧力は、隔壁の最上部に設置された圧力計で測定した結果に基づいて管理されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上、説明したように、本発明の土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法によれば、トンネルの土被り深さが１．０Ｄよりも小さい小土被り区間を土圧式シールド機にて補助工法なしで掘進することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法は、小土被りのトンネルを構築する際に地表面の変状を防止するものであり、以下、本発明に係る小土被り区間の掘進方法の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る矩形断面形状を有する土圧式シールド機の正面図であり、図２は、土圧式シールド機の側断面図である。なお、本発明の説明に不要と思われる部分の図示は省略している。図１及び図２に示すように、土圧式シールド機１は、地中を掘削するためのカッターヘッド８を備えた機械本体部２と、機械本体部２を推進させるための動力部２５と、機械本体部２と動力部２５とを連結する連結手段４とから構成されている。
【００２０】
機械本体部２は、矩形筒状の前胴体３と、前胴体３内の幅方向に並列して配列されるとともに、各々が独立して前胴体３から推進可能、かつ各々が独立して駆動可能な２台の矩形状の主シールド６と、幅方向の両端の主シールド６と前胴体３との間に設けられるとともに、各々が独立して前胴体３から推進可能、かつ各々が独立して駆動可能な、複数の主シールド６よりも小幅の矩形状の側部シールド１５とを備えている。
【００２１】
前胴体３の内部は、各主シールド６及び各側部シールド１５が前後移動自在に設けられ、前胴体３からその前方に向かって推進可能に構成されている。各主シールド６及び各側部シールド１５は、独立して前胴体３から推進可能に構成されている。
【００２２】
各主シールド６は、前胴体３内に前後移動自在に設けられる矩形状のシールド本体７と、シールド本体７を進退させるスライドジャッキ１０と、シールド本体７の前面側に主シールド６の矩形領域を掘削するカッターヘッド８と、シールド本体７内に設けられる駆動源１１と、駆動源１１の駆動力をカッターヘッド８に伝達する動力伝達機構１２と、チャンバ５内の圧力を測定するための土圧計２０とを備える。
【００２３】
土圧計２０を各主シールド６の隔壁１３に５台（２０ａ〜２０ｅ）ずつ設置し、そのうちの２台（２０ａ、２０ｃ）を隔壁１３の最上部に設置する。土被り深さが１．０Ｄより小さい場合のトンネル前方の地山では、前述したように（図１０）、切羽直上の地山部分２１の土塊が落下するように動こうとしており、切羽直上に鉛直土圧が作用しているために、この鉛直土圧をできるだけ正確に測定することを目的として土圧計２０ａ、２０ｃを隔壁１３の最上部に設置した。そして、チャンバ５内の圧力を土圧計２０ａ、２０ｃにて測定した鉛直土圧の値より所定圧だけ大きくなるように管理する（管理方法は後述する）ことにより地山部分２１の落下を防止する。なお、本実施形態においては、隔壁１３に５台設置し、そのうちの２台を隔壁１３の最上部に設置する方法について説明したが、台数、設置位置はこれに限定されるものではなく、設計等に基づいて適宜変更する。
【００２４】
各側部シールド１５は、前胴体３内にスライド自在に設けられる矩形状のシールド本体１６と、シールド本体１６を進退させるスライドジャッキ（図示せず）と、シールド本体１６の前面側に回転可能に設けられるカッター１７と、シールド本体１６に設けられる駆動源（図示せず）と、駆動源の駆動力をカッター１７に伝達する動力伝達機構（図示せず）とを備えており、各側部シールド１５は、独立して駆動可能に構成されている。
【００２５】
動力部２５は、機械本体部２の前胴体３の後部に連結手段４を介して連結される矩形筒状の後胴体２６と、後胴体２６内に環状に設けられて土圧式シールド機１を推進させる複数のシールドジャッキ２７とを備えている。
【００２６】
後胴体２６はセグメント２８を組み立てるためのエレクタ２９を備えており、後胴体２６内でエレクタ２９により順次セグメント２８が組み立てられ、セグメント２８による環状の内壁が構築される。セグメント２８を構築した後に土圧式シールド機１が推進してトンネル１９を構築する。
【００２７】
上記のように構成された土圧式シールド機１にて小土被りのトンネル１９を掘削する方法について以下に説明する。
【００２８】
図３は、チャンバ５内の圧力を管理するためのフロー図である。図３のＳ１０において、土圧式シールド機１にて地盤を掘削する際のチャンバ５内の圧力を設定する。チャンバ５内の圧力は、土被り深さと地盤の単位体積重量との関係に基づいて切羽直上の鉛直土圧Ｐを算出し、この鉛直土圧Ｐよりも所定圧だけ大きい所定の設定圧力Ｐ０となるように設定する。なお、上記所定圧は、土被り深さ、地質等により現場毎に異なるもので、設計等に基づいて適宜決定する。また、本実施形態においては、チャンバ５内の設定圧力Ｐ０を鉛直土圧Ｐよりも所定圧だけ大きくする設定としたが、これに限定されるものではなく、チャンバ５内の設定圧力Ｐ０を鉛直土圧Ｐと略同一となるように設定してもよい。
【００２９】
図４は、トンネル１９を掘削する際に主シールド６を推進させた状態を示す側断面図である。
【００３０】
図４に示すように、トンネル１９を掘削する際は、土圧式シールド機１の左側に配置された主シールド６ａのカッターヘッド８を回転駆動させて地盤を掘削するとともに、スライドジャッキ１０を伸張させて主シールド６ａを前胴体３から推進させる。カッターヘッド８で掘削された土砂は、チャンバ５内で撹拌され、必要に応じて掘削土砂の塑性流動化を促進するための作泥剤が注入される。このようにして塑性流動化した土砂は、排土スクリュー１８によりシールド本体７の後方へ送られる。
また、トンネル１９を掘削する際は、変位計である地盤沈下計１４を道路に複数台設置して道路表面の変位量を常時監視しつつ、主シールド６ａを推進させる。
【００３１】
そして、図３のＳ１２において、主シールド６ａで掘進するとともに、土圧計２０ａ、２０ｃにて実際の鉛直土圧Ｐ１を測定する。この測定結果に基づいて、以下に示す方法にてチャンバ５内の圧力を管理する。
【００３２】
まず、図３のＳ１４において、排土スクリュー１８の回転速度を設定する。具体的には、土圧計２０ａ、２０ｃで測定した結果が設定圧力Ｐ０よりも高い場合には、排土スクリュー１８の回転を高速にし、排土量を増加させてチャンバ５内の圧力を低下させる。一方、土圧計２０ａ、２０ｃで測定した結果が設定圧力Ｐ０よりも低い場合には、排土スクリュー１８の回転を低速にし、排土量を低下させてチャンバ５内の圧力を増加させる。
【００３３】
次に、図３のＳ１６において、スライドジャッキ１０の推進速度を設定する。Ｓ１４で排土スクリュー１８の回転速度を調整しても土圧計２０ａ、２０ｃで測定した結果が設定圧力Ｐ０にならない場合にスライドジャッキ１０の推進速度を調整してチャンバ５内の圧力を調整する。具体的には、土圧計２０ａ、２０ｃで測定した結果が設定圧力Ｐ０よりも高い場合には、スライドジャッキ１０の推進速度を低速にし、主シールド６ａの推進速度を低下してチャンバ５内の圧力を低下させる。一方、土圧計２０ａ、２０ｃで測定した結果が設定圧力Ｐ０よりも低い場合には、スライドジャッキ１０の推進速度を高速にし、主シールド６ａの推進速度を増加してチャンバ５内の圧力を増加させる。
【００３４】
次に、図３のＳ１８において、地盤沈下計１４にて地表面の沈下又は隆起による変位量を測定する。地盤沈下計１４の測定結果が予め設計等で決められた所定の範囲内であれば、図３のＳ２０において、設定圧力Ｐ０のままで土圧計２０ａ、２０ｃによる測定結果を常時監視しつつ、主シールド６ａにて掘進する。一方、地盤沈下計１４の測定結果が所定の範囲外であれば、図３のＳ３０において、チャンバ５内の設定圧力Ｐ０を変更する。具体的には、地表面が沈下している場合には、設定圧力Ｐ０がやや大きくなるように、一方、地表面が隆起している場合には、設定圧力Ｐ０がやや小さくなるように変更する。
【００３５】
そして、主シールド６ａを推進するとともに、上述したように排土スクリュー１８の回転速度及びスライドジャッキ１０の推進速度を繰り返し調整してチャンバ５内の圧力を管理する。
【００３６】
次に、上述した左側の主シールド６ａの作動方法と同様に、土圧式シールド機１の右側に配置された主シールド６ｂのカッターヘッド８を回転駆動させ、スライドジャッキ１０を伸張させることによりその主シールド６ｂを前胴体３から推進させ、その主シールド６ｂの前方に位置する地盤をカッターヘッド８を回転させて掘削する。右側の主シールド６ｂを推進させるとともに、地盤沈下計１４及び土圧計２０ａ、２０ｃにて、上記と同様に、切羽直上の地山部分２１が沈下又は隆起しないようにチャンバ５内の圧力を管理する。
【００３７】
そして、両主シールド６ａ、６ｂを突出させた状態でシールドジャッキ２７にて後方のセグメント２８に反力を取り、シールドジャッキ２７を伸張させることにより前胴体３と後胴体２６とからなる土圧式シールド機１を推進させる。土圧式シールド機１本体が推進した後に、シールドジャッキ２７を収縮し、胴体２６内にて新たなセグメント２８を組み立てる。
【００３８】
上述したように、主シールド６ａ、６ｂを掘進させる際は、地盤沈下計１４にて地表面の変位量を測定しつつ、排土スクリュー１８の回転速度及びスライドジャッキ１０の推進速度を繰り返し調整してチャンバ５内の圧力を管理する方法にてトンネル１９を構築する。
【００３９】
次に、本発明による小土被り区間の掘進方法にて実際の道路をアンダーパスするトンネル１９を掘削した際の道路表面の変位量を測定した結果を示す。
【００４０】
本測定は、まず、土圧式シールド機１を地上部から発進させて、所定の掘削深度（２．２ｍ＝１．０Ｄ）に達するまでの下り勾配を有する下りアプローチ区間を構築し、次に、下りアプローチ区間の終点部から、道路をアンダーパスするトンネル区間を構築し、そして、トンネル区間の終点部から地上部に達するまでの上り勾配を有する上りアプローチ区間を構築して、土圧式シールド機１を地上に到達させる掘進工法を用いて行った。
【００４１】
図５は、土圧式シールド機１が推進したトンネル区間の土被り深さを示す図であり、横軸は土圧式シールド機１の発進地点から切羽までの距離を示す切羽位置（ｍ）を、縦軸は土被り深さ（ｍ）を示す。
【００４２】
図５に示すように、トンネル区間はすべて土被り深さが１．０Ｄ以下である。なお、地上部及び下りアプローチ区間（切羽位置０ｍ〜２３ｍ）、上りアプローチ区間（切羽位置７２ｍ〜１０２ｍ）は土被りがないために、図示及び説明を省略する。
【００４３】
図６は、土被り深さと地盤の単位体積重量により算出される鉛直土圧Ｐと、掘進時に土圧計２０ａ、２０ｂにて測定された鉛直土圧Ｐ１との関係を示す図であり、横軸は切羽位置（ｍ）を、縦軸は土圧（ＫＰａ）を示す。なお、鉛直土圧Ｐ１は、測定対象区間である切羽位置３０ｍ〜７０ｍまでの値のみを示している。また、本実施形態においては、設定圧力Ｐ０は鉛直土圧Ｐとほぼ同等になるように設定した。ただし、設定圧力Ｐ０は、地盤が隆起しない程度に鉛直土圧Ｐよりも所定圧だけ大きくなるように設定してもよい。かかる場合の所定圧は各現場の地質条件等により異なるので適宜設定する。
【００４４】
図６に示すように、実際の掘進時の鉛直土圧Ｐ１は、土被り深さが深くなるとともに大きくなり、また、土被り深さが浅くなると小さくなり、概ね鉛直土圧Ｐの変化と同様の傾向を示した。また、実際の掘進時の鉛直土圧Ｐ１は、多少の増減の幅を有するものの鉛直土圧Ｐと同程度の圧力値を示した。
【００４５】
図７は、土圧式シールド機１の推進にともなうトンネル区間の地表面の変位量を示す図であり、横軸は、切羽位置（ｍ）を、縦軸は、変位量（ｍｍ）を示す。
【００４６】
図７に示すように、土被りが１．０Ｄよりも小さい区間で地表面の変位量は、概ねマイナス５ｍｍからプラス５ｍｍの範囲内であり、道路上に沈下、隆起は生じなかった。また、３８ｍ及び５６ｍ地点では沈下量が１０ｍｍ程度、５０ｍ及び６５ｍ地点では隆起量が１０ｍｍ程度となったときもあったが、車、人等の走行に問題が生じるものではなかった。したがって、本発明の土圧式シールド機１における掘進方法は、小土被りのトンネル１９を構築する際に地表面の地盤変状を防止するものであることが確認された。
【００４７】
以上説明した本実施形態における土圧式シールド機１における小土被り区間の掘進方法によれば、トンネル１９の土被り深さが１．０Ｄよりも小さい小土被り区間を補助工法を用いることなく、土圧式シールド機１にて掘進することが可能となる。そして、掘進時に鉛直土圧Ｐ１が設定圧力Ｐ０となるようにチャンバ５内の圧力を管理することにより、地盤の沈下又は隆起を確実に防止することができる。
【００４８】
また、地盤沈下計１４にて地表面の変位量を常時測定し、この測定結果に基づいて変位量が小さくなるようにチャンバ５内の圧力を調整するために、地盤の沈下又は隆起を確実に防止することが可能となる。
【００４９】
さらに、土圧式シールド機１の排土速度又は推進速度の少なくともいずれかを制御してチャンバ５内の圧力を調整するために、チャンバ５内の圧力を確実に管理することが可能となる。
【００５０】
また、土被り深さが１．０Ｄよりも小さい深度にトンネル１９を掘削することができるために、トンネル掘進作業時の作業効率の向上、アプローチ部の施工期間の短縮、構築後のトンネル維持管理の容易さ等の効果を得ることが可能となる。
【００５１】
また、隔壁１３の最上部に設置した土圧計２０ａ、２０ｃで切羽直上の鉛直土圧Ｐ１を測定するために正確に切羽直上の鉛直土圧Ｐ１を測定することが可能となる。そして、この鉛直土圧Ｐ１を設定圧力Ｐ０となるようにチャンバ５内の圧力を管理するために、切羽直上の地盤の沈下又は隆起を確実に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る矩形断面形状を有する土圧式シールド機の正面図である。
【図２】土圧式シールド機の側断面図である。
【図３】チャンバ内の圧力を管理するためのフロー図である。
【図４】トンネルを掘削する際に主シールドを推進させた状態を示す側断面図である。
【図５】土圧式シールド機が推進したトンネル区間の土被り深さを示す図である。
【図６】土被り深さと地盤の単位体積重量により算出される鉛直土圧と、掘進時に土圧計にて測定された鉛直土圧との関係を示す図である。
【図７】土圧式シールド機の推進にともなうトンネル区間の地表面の変位量を示す図である。
【図８】トンネルの土被り深さが１．０Ｄ〜１．５Ｄ以上の場合において、切羽に作用する土圧を示す図である。
【図９】切羽に作用する土圧の圧力分布とチャンバ内の圧力分布とを示す図である。
【図１０】トンネルの土被り深さが１．０Ｄよりも小さい場合において、切羽直上に作用する土圧を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ シールド機 ２ 機械本体部
３ 前胴体 ４ 連結手段
５ チャンバ ６ 主シールド
７ シールド本体 ８ カッターヘッド
１０ スライドジャッキ １１ 駆動源
１２ 動力伝達機構 １３ 隔壁
１４ 地盤沈下計 １５ 側部シールド
１６ シールド本体 １７ カッター
１８ 排土スクリュー １９ トンネル
２０ 土圧計 ２１ 地山部分
２５ 動力部 ２６ 後胴体
２７ シールドジャッキ ２８ セグメント
２９ エレクタ ３０ 三角形部分
Ｐ 鉛直圧力
Ｐ０ 設定圧力
Ｐ１ 実測された鉛直圧力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法及びチャンバ内の圧力管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市部では地下構造物を構築する際に、交通混雑の激しい道路での工事をスムーズに行うとともに、周辺住民に与える工事の影響を軽減するために、シールド工法が採用されており、特に、トンネル建設時に多く採用されている。また、都市部の地上には十分な作業基地面積を確保することが難しいために、設備配置スペースの必要面積が大きい泥水式シールドに比べて設備配置スペースの必要面積が小さい土圧式シールドによる施工のニーズが高まっている。
【０００３】
一般的に、シールド工法で掘削されるトンネルの最小土被り深さは、非特許文献１に示すように、１．０Ｄ〜１．５Ｄ（Ｄ：掘削外径）程度である。トンネルの土被り深さが１．０Ｄ〜１．５Ｄ以上の場合のトンネル前方の地山では、地盤の粘着性等の影響により、図８に示すように、切羽周辺のくさび状部分３０の土塊がすべり面に沿ってトンネルに向かって動こうとしており（黒色矢印）、このとき切羽には土圧（白色矢印）が作用している。かかる場合には、土圧式シールド機のチャンバ内の圧力を土圧よりもやや大きくなるように管理して切羽を支持している。このチャンバ内の圧力は、隔壁の中心部付近に設置された土圧計の測定値を代表値として用い、この測定値に基づいて管理されている。
【０００４】
また、トンネルの土被り深さが１．０Ｄより小さい場合においては、トンネルを掘削する前に薬注工法等の補助工法にて土被り部分を地盤改良し、トンネル掘削による地盤の変状を防止する方法が用いられている。
【非特許文献１】「トンネル標準示方書［シールド工法編］・同解説」１９９４年８月 １８、１８３頁 土木学会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
隔壁の中心部付近に設置した土圧計の測定値を代表値としてチャンバ内の圧力を管理する方法は、図９に示すように、切羽に作用する土圧の圧力分布とチャンバ内の圧力分布とを比較すると、切羽の上部及び切羽の下部で多少の圧力差が生じる場合がある。トンネルの土被り深さが１．０Ｄ〜１．５Ｄ以上の場合においては、切羽に作用する土圧とチャンバ内の圧力とに多少の差異を有していても土被り深さが大きくてくさび状部分３０の土塊の量が多い。このため、土の粘着性によりこの差異を吸収することができ、地盤の沈下や隆起は生じない。
【０００６】
これに対して、トンネルの土被り深さが１．０Ｄよりも小さい場合は、図１０に示すように、切羽直上の地山部分２１の土塊が下方に向かって移動しようとしている。このとき前述したように切羽の上部で圧力差が生じていると、土被り深さが小さく、地山部分２１の土塊の量が少ないために、土の粘着性の効果も小さくなり、この差異を吸収することができずに地山部分２１が沈下してしまう可能性があるという問題点があった。
【０００７】
また、トンネルの土被りが１．０Ｄより小さい場合に薬注工法等の補助工法を用いると地上作業が必要となるために、地上部分に作業用スペースを確保しなければならず、都市部ではこの作業用スペースの確保が困難であるという問題点があった。さらに、地上での作業を無くすためにシールド工法を採用しているにも関わらず、補助工法で地上作業を行うことは当初の目的に反するという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、トンネルの土被り深さが１．０Ｄよりも小さい区間を補助工法を行うことなくシールド工法にて掘進可能な掘進方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法は、カッターヘッドと隔壁との間に形成され、掘削した土砂に所定の圧力を与えて切羽を保持するためのチャンバを備えた土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法において、前記チャンバ内の圧力を切羽直上の鉛直土圧に対して略同一に又は所定圧だけ大きくなるように管理しつつ地盤内を掘進することを特徴とする（第１の発明）。
本発明による土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法によれば、小土被り区間を補助工法を用いることなく、土圧式シールド機にて掘進することが可能となる。また、掘進時にチャンバ内の圧力を切羽直上の鉛直土圧に対して略同一又は所定圧だけ大きくなるように管理することにより、地盤の沈下又は隆起を確実に防止することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記地盤に変位計を設置して地表面の変位量を測定し、前記測定した結果に基づいて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴とする。
本発明による土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法によれば、変位計にて地表面の変位量を測定し、この測定結果に基づいてチャンバ内の圧力を変位量が小さくなるように調整するので地表面の沈下又は隆起を確実に防止することが可能となる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記チャンバ内の圧力を前記隔壁の最上部に設置された圧力計で測定した結果に基づいて管理することを特徴とする。
本発明による土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法によれば、隔壁の最上部に設置した圧力計で切羽直上の鉛直土圧を測定して、チャンバ内の圧力を鉛直土圧に対して略同一に又は所定圧だけ大きくなるように管理するために、切羽直上の地盤の沈下又は隆起を確実に防止することが可能となる。
【００１２】
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、前記チャンバ内の圧力を前記土圧式シールド機の排土速度又は推進速度の少なくともいずれかを制御することにより調整することを特徴とする。
本発明による土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法によれば、土圧式シールド機の排土速度又は推進速度の少なくともいずれかを制御することにより、容易にチャンバ内の圧力を調整することが可能となる。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明において、前記小土被り区間の土被り深さは、前記土圧式シールド機による掘削外径よりも小さいことを特徴とする。
本発明による土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法によれば、土被り深さが土圧式シールド機による掘削外径（以下、１．０Ｄ（Ｄ：掘削外径）とする）よりも小さい深度にトンネルを掘削することができるために、トンネル掘進作業時の作業効率の向上、アプローチ部の施工期間の短縮、構築後のトンネル維持管理の容易さ等の効果を得ることが可能となる。
【００１４】
第６の発明の土圧式シールド機によるチャンバ内の圧力管理方法は、土圧式シールド機にてトンネルを掘削する際に、カッターヘッドと隔壁との間に形成されるチャンバ内の土砂に所定の圧力を与えて切羽を保持するためのチャンバ内の圧力管理方法において、圧力計にて切羽直上の鉛直土圧を測定し、前記土圧式シールド機の排土速度又は推進速度の少なくともいずれかを制御してチャンバ内の圧力を前記鉛直土圧に対して略同一に又は所定圧だけ大きくなるように管理することを特徴とする。
【００１５】
第７の発明は、第６の発明において、前記地盤に変位計を設置して地表面の変位量を測定し、前記測定した結果に基づいて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴する。
【００１６】
第８の発明は、第６又は７の発明において、前記チャンバ内の圧力は、隔壁の最上部に設置された圧力計で測定した結果に基づいて管理されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上、説明したように、本発明の土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法によれば、トンネルの土被り深さが１．０Ｄよりも小さい小土被り区間を土圧式シールド機にて補助工法なしで掘進することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法は、小土被りのトンネルを構築する際に地表面の変状を防止するものであり、以下、本発明に係る小土被り区間の掘進方法の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る矩形断面形状を有する土圧式シールド機の正面図であり、図２は、土圧式シールド機の側断面図である。なお、本発明の説明に不要と思われる部分の図示は省略している。図１及び図２に示すように、土圧式シールド機１は、地中を掘削するためのカッターヘッド８を備えた機械本体部２と、機械本体部２を推進させるための動力部２５と、機械本体部２と動力部２５とを連結する連結手段４とから構成されている。
【００２０】
機械本体部２は、矩形筒状の前胴体３と、前胴体３内の幅方向に並列して配列されるとともに、各々が独立して前胴体３から推進可能、かつ各々が独立して駆動可能な２台の矩形状の主シールド６と、幅方向の両端の主シールド６と前胴体３との間に設けられるとともに、各々が独立して前胴体３から推進可能、かつ各々が独立して駆動可能な、複数の主シールド６よりも小幅の矩形状の側部シールド１５とを備えている。
【００２１】
前胴体３の内部は、各主シールド６及び各側部シールド１５が前後移動自在に設けられ、前胴体３からその前方に向かって推進可能に構成されている。各主シールド６及び各側部シールド１５は、独立して前胴体３から推進可能に構成されている。
【００２２】
各主シールド６は、前胴体３内に前後移動自在に設けられる矩形状のシールド本体７と、シールド本体７を進退させるスライドジャッキ１０と、シールド本体７の前面側に主シールド６の矩形領域を掘削するカッターヘッド８と、シールド本体７内に設けられる駆動源１１と、駆動源１１の駆動力をカッターヘッド８に伝達する動力伝達機構１２と、チャンバ５内の圧力を測定するための土圧計２０とを備える。
【００２３】
土圧計２０を各主シールド６の隔壁１３に５台（２０ａ〜２０ｅ）ずつ設置し、そのうちの２台（２０ａ、２０ｃ）を隔壁１３の最上部に設置する。土被り深さが１．０Ｄより小さい場合のトンネル前方の地山では、前述したように（図１０）、切羽直上の地山部分２１の土塊が落下するように動こうとしており、切羽直上に鉛直土圧が作用しているために、この鉛直土圧をできるだけ正確に測定することを目的として土圧計２０ａ、２０ｃを隔壁１３の最上部に設置した。そして、チャンバ５内の圧力を土圧計２０ａ、２０ｃにて測定した鉛直土圧の値より所定圧だけ大きくなるように管理する（管理方法は後述する）ことにより地山部分２１の落下を防止する。なお、本実施形態においては、隔壁１３に５台設置し、そのうちの２台を隔壁１３の最上部に設置する方法について説明したが、台数、設置位置はこれに限定されるものではなく、設計等に基づいて適宜変更する。
【００２４】
各側部シールド１５は、前胴体３内にスライド自在に設けられる矩形状のシールド本体１６と、シールド本体１６を進退させるスライドジャッキ（図示せず）と、シールド本体１６の前面側に回転可能に設けられるカッター１７と、シールド本体１６に設けられる駆動源（図示せず）と、駆動源の駆動力をカッター１７に伝達する動力伝達機構（図示せず）とを備えており、各側部シールド１５は、独立して駆動可能に構成されている。
【００２５】
動力部２５は、機械本体部２の前胴体３の後部に連結手段４を介して連結される矩形筒状の後胴体２６と、後胴体２６内に環状に設けられて土圧式シールド機１を推進させる複数のシールドジャッキ２７とを備えている。
【００２６】
後胴体２６はセグメント２８を組み立てるためのエレクタ２９を備えており、後胴体２６内でエレクタ２９により順次セグメント２８が組み立てられ、セグメント２８による環状の内壁が構築される。セグメント２８を構築した後に土圧式シールド機１が推進してトンネル１９を構築する。
【００２７】
上記のように構成された土圧式シールド機１にて小土被りのトンネル１９を掘削する方法について以下に説明する。
【００２８】
図３は、チャンバ５内の圧力を管理するためのフロー図である。図３のＳ１０において、土圧式シールド機１にて地盤を掘削する際のチャンバ５内の圧力を設定する。チャンバ５内の圧力は、土被り深さと地盤の単位体積重量との関係に基づいて切羽直上の鉛直土圧Ｐを算出し、この鉛直土圧Ｐよりも所定圧だけ大きい所定の設定圧力Ｐ０となるように設定する。なお、上記所定圧は、土被り深さ、地質等により現場毎に異なるもので、設計等に基づいて適宜決定する。また、本実施形態においては、チャンバ５内の設定圧力Ｐ０を鉛直土圧Ｐよりも所定圧だけ大きくする設定としたが、これに限定されるものではなく、チャンバ５内の設定圧力Ｐ０を鉛直土圧Ｐと略同一となるように設定してもよい。
【００２９】
図４は、トンネル１９を掘削する際に主シールド６を推進させた状態を示す側断面図である。
【００３０】
図４に示すように、トンネル１９を掘削する際は、土圧式シールド機１の左側に配置された主シールド６ａのカッターヘッド８を回転駆動させて地盤を掘削するとともに、スライドジャッキ１０を伸張させて主シールド６ａを前胴体３から推進させる。カッターヘッド８で掘削された土砂は、チャンバ５内で撹拌され、必要に応じて掘削土砂の塑性流動化を促進するための作泥剤が注入される。このようにして塑性流動化した土砂は、排土スクリュー１８によりシールド本体７の後方へ送られる。
また、トンネル１９を掘削する際は、変位計である地盤沈下計１４を道路に複数台設置して道路表面の変位量を常時監視しつつ、主シールド６ａを推進させる。
【００３１】
そして、図３のＳ１２において、主シールド６ａで掘進するとともに、土圧計２０ａ、２０ｃにて実際の鉛直土圧Ｐ１を測定する。この測定結果に基づいて、以下に示す方法にてチャンバ５内の圧力を管理する。
【００３２】
まず、図３のＳ１４において、排土スクリュー１８の回転速度を設定する。具体的には、土圧計２０ａ、２０ｃで測定した結果が設定圧力Ｐ０よりも高い場合には、排土スクリュー１８の回転を高速にし、排土量を増加させてチャンバ５内の圧力を低下させる。一方、土圧計２０ａ、２０ｃで測定した結果が設定圧力Ｐ０よりも低い場合には、排土スクリュー１８の回転を低速にし、排土量を低下させてチャンバ５内の圧力を増加させる。
【００３３】
次に、図３のＳ１６において、スライドジャッキ１０の推進速度を設定する。Ｓ１４で排土スクリュー１８の回転速度を調整しても土圧計２０ａ、２０ｃで測定した結果が設定圧力Ｐ０にならない場合にスライドジャッキ１０の推進速度を調整してチャンバ５内の圧力を調整する。具体的には、土圧計２０ａ、２０ｃで測定した結果が設定圧力Ｐ０よりも高い場合には、スライドジャッキ１０の推進速度を低速にし、主シールド６ａの推進速度を低下してチャンバ５内の圧力を低下させる。一方、土圧計２０ａ、２０ｃで測定した結果が設定圧力Ｐ０よりも低い場合には、スライドジャッキ１０の推進速度を高速にし、主シールド６ａの推進速度を増加してチャンバ５内の圧力を増加させる。
【００３４】
次に、図３のＳ１８において、地盤沈下計１４にて地表面の沈下又は隆起による変位量を測定する。地盤沈下計１４の測定結果が予め設計等で決められた所定の範囲内であれば、図３のＳ２０において、設定圧力Ｐ０のままで土圧計２０ａ、２０ｃによる測定結果を常時監視しつつ、主シールド６ａにて掘進する。一方、地盤沈下計１４の測定結果が所定の範囲外であれば、図３のＳ３０において、チャンバ５内の設定圧力Ｐ０を変更する。具体的には、地表面が沈下している場合には、設定圧力Ｐ０がやや大きくなるように、一方、地表面が隆起している場合には、設定圧力Ｐ０がやや小さくなるように変更する。
【００３５】
そして、主シールド６ａを推進するとともに、上述したように排土スクリュー１８の回転速度及びスライドジャッキ１０の推進速度を繰り返し調整してチャンバ５内の圧力を管理する。
【００３６】
次に、上述した左側の主シールド６ａの作動方法と同様に、土圧式シールド機１の右側に配置された主シールド６ｂのカッターヘッド８を回転駆動させ、スライドジャッキ１０を伸張させることによりその主シールド６ｂを前胴体３から推進させ、その主シールド６ｂの前方に位置する地盤をカッターヘッド８を回転させて掘削する。右側の主シールド６ｂを推進させるとともに、地盤沈下計１４及び土圧計２０ａ、２０ｃにて、上記と同様に、切羽直上の地山部分２１が沈下又は隆起しないようにチャンバ５内の圧力を管理する。
【００３７】
そして、両主シールド６ａ、６ｂを突出させた状態でシールドジャッキ２７にて後方のセグメント２８に反力を取り、シールドジャッキ２７を伸張させることにより前胴体３と後胴体２６とからなる土圧式シールド機１を推進させる。土圧式シールド機１本体が推進した後に、シールドジャッキ２７を収縮し、胴体２６内にて新たなセグメント２８を組み立てる。
【００３８】
上述したように、主シールド６ａ、６ｂを掘進させる際は、地盤沈下計１４にて地表面の変位量を測定しつつ、排土スクリュー１８の回転速度及びスライドジャッキ１０の推進速度を繰り返し調整してチャンバ５内の圧力を管理する方法にてトンネル１９を構築する。
【００３９】
次に、本発明による小土被り区間の掘進方法にて実際の道路をアンダーパスするトンネル１９を掘削した際の道路表面の変位量を測定した結果を示す。
【００４０】
本測定は、まず、土圧式シールド機１を地上部から発進させて、所定の掘削深度（２．２ｍ＝１．０Ｄ）に達するまでの下り勾配を有する下りアプローチ区間を構築し、次に、下りアプローチ区間の終点部から、道路をアンダーパスするトンネル区間を構築し、そして、トンネル区間の終点部から地上部に達するまでの上り勾配を有する上りアプローチ区間を構築して、土圧式シールド機１を地上に到達させる掘進工法を用いて行った。
【００４１】
図５は、土圧式シールド機１が推進したトンネル区間の土被り深さを示す図であり、横軸は土圧式シールド機１の発進地点から切羽までの距離を示す切羽位置（ｍ）を、縦軸は土被り深さ（ｍ）を示す。
【００４２】
図５に示すように、トンネル区間はすべて土被り深さが１．０Ｄ以下である。なお、地上部及び下りアプローチ区間（切羽位置０ｍ〜２３ｍ）、上りアプローチ区間（切羽位置７２ｍ〜１０２ｍ）は土被りがないために、図示及び説明を省略する。
【００４３】
図６は、土被り深さと地盤の単位体積重量により算出される鉛直土圧Ｐと、掘進時に土圧計２０ａ、２０ｂにて測定された鉛直土圧Ｐ１との関係を示す図であり、横軸は切羽位置（ｍ）を、縦軸は土圧（ＫＰａ）を示す。なお、鉛直土圧Ｐ１は、測定対象区間である切羽位置３０ｍ〜７０ｍまでの値のみを示している。また、本実施形態においては、設定圧力Ｐ０は鉛直土圧Ｐとほぼ同等になるように設定した。ただし、設定圧力Ｐ０は、地盤が隆起しない程度に鉛直土圧Ｐよりも所定圧だけ大きくなるように設定してもよい。かかる場合の所定圧は各現場の地質条件等により異なるので適宜設定する。
【００４４】
図６に示すように、実際の掘進時の鉛直土圧Ｐ１は、土被り深さが深くなるとともに大きくなり、また、土被り深さが浅くなると小さくなり、概ね鉛直土圧Ｐの変化と同様の傾向を示した。また、実際の掘進時の鉛直土圧Ｐ１は、多少の増減の幅を有するものの鉛直土圧Ｐと同程度の圧力値を示した。
【００４５】
図７は、土圧式シールド機１の推進にともなうトンネル区間の地表面の変位量を示す図であり、横軸は、切羽位置（ｍ）を、縦軸は、変位量（ｍｍ）を示す。
【００４６】
図７に示すように、土被りが１．０Ｄよりも小さい区間で地表面の変位量は、概ねマイナス５ｍｍからプラス５ｍｍの範囲内であり、道路上に沈下、隆起は生じなかった。また、３８ｍ及び５６ｍ地点では沈下量が１０ｍｍ程度、５０ｍ及び６５ｍ地点では隆起量が１０ｍｍ程度となったときもあったが、車、人等の走行に問題が生じるものではなかった。したがって、本発明の土圧式シールド機１における掘進方法は、小土被りのトンネル１９を構築する際に地表面の地盤変状を防止するものであることが確認された。
【００４７】
以上説明した本実施形態における土圧式シールド機１における小土被り区間の掘進方法によれば、トンネル１９の土被り深さが１．０Ｄよりも小さい小土被り区間を補助工法を用いることなく、土圧式シールド機１にて掘進することが可能となる。そして、掘進時に鉛直土圧Ｐ１が設定圧力Ｐ０となるようにチャンバ５内の圧力を管理することにより、地盤の沈下又は隆起を確実に防止することができる。
【００４８】
また、地盤沈下計１４にて地表面の変位量を常時測定し、この測定結果に基づいて変位量が小さくなるようにチャンバ５内の圧力を調整するために、地盤の沈下又は隆起を確実に防止することが可能となる。
【００４９】
さらに、土圧式シールド機１の排土速度又は推進速度の少なくともいずれかを制御してチャンバ５内の圧力を調整するために、チャンバ５内の圧力を確実に管理することが可能となる。
【００５０】
また、土被り深さが１．０Ｄよりも小さい深度にトンネル１９を掘削することができるために、トンネル掘進作業時の作業効率の向上、アプローチ部の施工期間の短縮、構築後のトンネル維持管理の容易さ等の効果を得ることが可能となる。
【００５１】
また、隔壁１３の最上部に設置した土圧計２０ａ、２０ｃで切羽直上の鉛直土圧Ｐ１を測定するために正確に切羽直上の鉛直土圧Ｐ１を測定することが可能となる。そして、この鉛直土圧Ｐ１を設定圧力Ｐ０となるようにチャンバ５内の圧力を管理するために、切羽直上の地盤の沈下又は隆起を確実に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る矩形断面形状を有する土圧式シールド機の正面図である。
【図２】土圧式シールド機の側断面図である。
【図３】チャンバ内の圧力を管理するためのフロー図である。
【図４】トンネルを掘削する際に主シールドを推進させた状態を示す側断面図である。
【図５】土圧式シールド機が推進したトンネル区間の土被り深さを示す図である。
【図６】土被り深さと地盤の単位体積重量により算出される鉛直土圧と、掘進時に土圧計にて測定された鉛直土圧との関係を示す図である。
【図７】土圧式シールド機の推進にともなうトンネル区間の地表面の変位量を示す図である。
【図８】トンネルの土被り深さが１．０Ｄ〜１．５Ｄ以上の場合において、切羽に作用する土圧を示す図である。
【図９】切羽に作用する土圧の圧力分布とチャンバ内の圧力分布とを示す図である。
【図１０】トンネルの土被り深さが１．０Ｄよりも小さい場合において、切羽直上に作用する土圧を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ シールド機 ２ 機械本体部
３ 前胴体 ４ 連結手段
５ チャンバ ６ 主シールド
７ シールド本体 ８ カッターヘッド
１０ スライドジャッキ １１ 駆動源
１２ 動力伝達機構 １３ 隔壁
１４ 地盤沈下計 １５ 側部シールド
１６ シールド本体 １７ カッター
１８ 排土スクリュー １９ トンネル
２０ 土圧計 ２１ 地山部分
２５ 動力部 ２６ 後胴体
２７ シールドジャッキ ２８ セグメント
２９ エレクタ ３０ 三角形部分
Ｐ 鉛直圧力
Ｐ０ 設定圧力
Ｐ１ 実測された鉛直圧力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッターヘッドと隔壁との間に形成され、掘削した土砂に所定の圧力を与えて切羽を保持するためのチャンバを備えた土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法において、
前記チャンバ内の圧力を切羽直上の鉛直土圧に対して略同一に又は所定圧だけ大きくなるように管理しつつ地盤内を掘進することを特徴とする土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法。
【請求項２】
前記地盤に変位計を設置して地表面の変位量を測定し、
前記測定した結果に基づいて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴とする請求項１に記載の土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法。
【請求項３】
前記チャンバ内の圧力を前記隔壁の最上部に設置された圧力計で測定した結果に基づいて管理することを特徴とする請求項１又は２に記載の土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法。
【請求項４】
前記チャンバ内の圧力を前記土圧式シールド機の排土速度又は推進速度の少なくともいずれかを制御することにより調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法。
【請求項５】
前記小土被り区間の土被り深さは、前記土圧式シールド機による掘削外径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法。
【請求項６】
土圧式シールド機にてトンネルを掘削する際に、カッターヘッドと隔壁との間に形成されるチャンバ内の土砂に所定の圧力を与えて切羽を保持するためのチャンバ内の圧力管理方法において、
圧力計にて切羽直上の鉛直土圧を測定し、
前記土圧式シールド機の排土速度又は推進速度の少なくともいずれかを制御してチャンバ内の圧力を前記鉛直土圧に対して略同一に又は所定圧だけ大きくなるように管理することを特徴とする土圧式シールド機によるチャンバ内の圧力管理方法。
【請求項７】
前記地盤に変位計を設置して地表面の変位量を測定し、
前記測定した結果に基づいて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴する請求項６に記載の土圧式シールド機によるチャンバ内の圧力管理方法。
【請求項８】
前記チャンバ内の圧力は、隔壁の最上部に設置された圧力計で測定した結果に基づいて管理されることを特徴とする請求項６又は７に記載の土圧式シールド機によるチャンバ内の圧力管理方法。
【請求項１】
カッターヘッドと隔壁との間に形成され、掘削した土砂に所定の圧力を与えて切羽を保持するためのチャンバを備えた土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法において、
前記チャンバ内の圧力を切羽直上の鉛直土圧に対して略同一に又は所定圧だけ大きくなるように管理しつつ地盤内を掘進することを特徴とする土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法。
【請求項２】
前記地盤に変位計を設置して地表面の変位量を測定し、
前記測定した結果に基づいて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴とする請求項１に記載の土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法。
【請求項３】
前記チャンバ内の圧力を前記隔壁の最上部に設置された圧力計で測定した結果に基づいて管理することを特徴とする請求項１又は２に記載の土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法。
【請求項４】
前記チャンバ内の圧力を前記土圧式シールド機の排土速度又は推進速度の少なくともいずれかを制御することにより調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法。
【請求項５】
前記小土被り区間の土被り深さは、前記土圧式シールド機による掘削外径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の土圧式シールド機による小土被り区間の掘進方法。
【請求項６】
土圧式シールド機にてトンネルを掘削する際に、カッターヘッドと隔壁との間に形成されるチャンバ内の土砂に所定の圧力を与えて切羽を保持するためのチャンバ内の圧力管理方法において、
圧力計にて切羽直上の鉛直土圧を測定し、
前記土圧式シールド機の排土速度又は推進速度の少なくともいずれかを制御してチャンバ内の圧力を前記鉛直土圧に対して略同一に又は所定圧だけ大きくなるように管理することを特徴とする土圧式シールド機によるチャンバ内の圧力管理方法。
【請求項７】
前記地盤に変位計を設置して地表面の変位量を測定し、
前記測定した結果に基づいて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴する請求項６に記載の土圧式シールド機によるチャンバ内の圧力管理方法。
【請求項８】
前記チャンバ内の圧力は、隔壁の最上部に設置された圧力計で測定した結果に基づいて管理されることを特徴とする請求項６又は７に記載の土圧式シールド機によるチャンバ内の圧力管理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図６】
【公開番号】特開２００８−３１７０３（Ｐ２００８−３１７０３Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０５１７４（Ｐ２００６−２０５１７４）
【出願日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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