JP4030931B2

JP4030931B2 - Tunnel widening method

Info

Publication number: JP4030931B2
Application number: JP2003209562A
Authority: JP
Inventors: 正典松浦; 幸信佐々木; 健一亀山; 博昭遠藤; 寛昌五十嵐; 智真鍋; 雅由中川; 雅彦杉山; 隆史東; 洋樹染谷; 博英橋本; 裕輔浅野; 崇國藤
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2023-08-29
Also published as: JP2004143917A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、拡幅坑に設置されるトンネルの拡幅方法、セグメントおよびシールド機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド機を用いて構築する埋設管渠やトンネル等において、構造上、施工上の制約から、途中に通常部以上の断面を有する拡幅部が必要となる場合がある。例えば、道路や鉄道のトンネルの非常駐車帯や引き込み線やランプ部、共同溝等のケーブル接続部や路線分岐部、小口径シールド工法での坑内バッテリーロコのすれ違い用の部分等である。
【０００３】
拡幅部を形成するには、以下に述べるような方法がある。（１）必要最大断面、すなわち拡幅部と同等の断面で、全線を掘削する。地上部分を使用できる場合には、拡幅必要区間の前後に構築した立坑の間を拡幅断面で掘削する。（２）通常断面で掘削した後、拡幅部分周辺に地盤改良等により山留めを形成して覆工を解体し、断面を所定の面積に拡幅する。地盤改良は、坑内または地上から行う。（３）拡幅部分を開削により構築する。
【０００４】
他に、（４）掘進途中で掘削面積を自由に拡幅できるシールド機を用いて必要部分のみを拡幅断面で掘削する方法（特開２００２−８９１７０、特開２００１−３２９７８１等）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（１）の方法では、掘削量が多くなり、（２）の方法では、作業工程が複雑となる。地上部分を使用できない場合、（３）の方法は実施できない。（４）の方法では、（１）から（３）の方法の問題点は解消されるが、シールド機本体を拡幅して拡幅坑用のセグメントを設置するため、シールド機テール部のテールシールとセグメントとの間の止水性の確保が困難である。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、シールド機の通過後にセグメント単独で拡幅することで、シールド機テール部とセグメントとの間の止水性を気にすることなくセグメントを拡幅することができるトンネルの拡幅方法およびセグメントを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための第1の発明は、掘削機で余掘り部を有する坑を掘削する工程（ａ）と、前記余掘り部の内側に拡幅用セグメントリングを設置する工程（ｂ）と、
前記掘削機の通過後に、前記拡幅用セグメントリングを構成するセグメントを前記余掘り部内に移動させる工程（ｃ）と、を具備し、前記セグメントは、セグメントリングの外周方向に移動可能な移動部と、移動しない固定部とからなり、前記移動部は内周面側に拡張部材が設けられ、前記移動部は、前記移動部と前記固定部との間に設けられた可動部を中心に回転移動し、前記移動部と前記固定部との境界部の内周面側と外周面側とにそれぞれシール材が設けられてなることを特徴とするトンネルの拡幅方法である。
また第２の発明は、掘削機で余掘り部を有する坑を掘削する工程（ａ）と、前記余掘り部の内側に拡幅用セグメントリングを設置する工程（ｂ）と、前記掘削機の通過後に、前記拡幅用セグメントリングを構成するセグメントを前記余掘り部内に移動させる工程（ｃ）と、を具備し、前記セグメントは、セグメントリングの外周方向に移動可能な移動部と、移動しない固定部とからなり、前記移動部は内周面側に拡張部材が設けられ、前記拡張部材の内側に止水枠が配置され、隣接する拡幅セグメントの前記止水枠は、隣接する拡幅セグメントの前記拡幅部材の接触部を包み込むように固定されることを特徴とするトンネルの拡幅方法である。
【０００８】
掘削機には、例えば、掘削面積を拡縮できるコピーカッタを有するシールド機が用いられる。工程（ａ）では、コピーカッタを用いて余掘り部を有する坑が掘削される。なお、コピーカッタでは拡幅巾に限界（３００ｍｍ程度）があるため、必要に応じて、面板スライド方式を併用してもよい。余掘り部内には、必要に応じて充填材が設置される。充填材のみで余掘り部の安定が保たれない場合には、シールド機から山留め用フードをせり出す。山留め用フードを有するシールド機については、第３の発明の部分で説明する。
【０００９】
工程（ｂ）で、余掘り部の内側に拡幅用セグメントリングが設置された時点では、拡幅坑用セグメントリングの外径は、通常断面の掘削坑内に設置されたセグメントリングの外径と同じである。拡幅用セグメントリングを構成するセグメントの一部では、セグメントの内周面側に拡幅部材が設けられる。
【００１０】
工程（ｃ）では、拡幅用セグメントリング内に、拡幅用セグメントリングの形状を保持する形状保持装置と、セグメントを移動させる押出し装置とが設置される。形状保持装置は、例えば、移動させないセグメントの内周面側に配置される保持治具と、保持治具をセグメントの内周面側に押付けるジャッキとで構成される。押出し装置は、例えば、移動させるセグメント、すなわち、内周面側に拡幅部材が設けられたセグメントの内周面側に配置される押出し治具と、押出し治具をセグメントの内周面側に押付けるジャッキとで構成される。
【００１１】
工程（ｃ）では、形状保持装置を用いて、拡幅用セグメントリングを構成するセグメントのうち移動させないセグメントのリング形状を保持しつつ、押出し装置を用いて、内周面側に拡幅部材が設けられたセグメントを余掘り部内に移動させ、拡幅坑の内壁に沿って配置する。このとき、余掘り部内の圧力状況等に基づいて、必要に応じて、充填材を坑内側に抜き取る。工程（ｃ）の後、移動させたセグメントの拡幅部材の所定の部分が撤去される。
【００１２】
施工上の制約からトンネル途中に拡幅部を設けた場合、拡幅部の使用が終了した後、工程（ｃ）で余掘り部内に移動させたセグメントを、余掘り部内からトンネル内周方向に移動させてもよい。これにより、拡幅坑用セグメントリングの外径が通常断面の掘削坑内に設置されたセグメントリングの外径と同じとなり、トンネルが通常幅に戻る。なお、セグメントの移動時には、移動と並行して余掘り部内に充填材または裏込め注入材を設置する。
【００１３】
第１の発明および第２の発明では、掘削機で余掘り部を有する坑を掘削し、余掘り部の内側に拡幅坑用セグメントリングを設置する。そして、掘削機の通過後に、拡幅坑用セグメントリングを構成するセグメントの一部を余掘り部内に移動させる。
【００１４】
余掘り部を有する坑内に設置されるセグメントは、内周面側に拡幅部材が設けられ、外周面方向に移動可能であることを特徴とするセグメントである。
【００１５】
拡幅用セグメントにおいて、少なくとも１ヶ所に本発明のセグメントが配置される。
【００１６】
本発明に用いるセグメントでは、端部付近に可動部が設けられる。可動部は、例えば、セグメントの一部にあらかじめ設置される。または、セグメントと周方向に隣接する他のセグメントとの境界部に設置される。
【００１７】
可動部は、例えば、セグメントの外周面方向への回転移動の中心となるピンと、セグメント外周面側と内周面側との止水のための止水部材とを有する。止水部材には、ゴム、シール材、防水シート等を用いる。
【００１８】
さらに、ピンの回転を固定する回転固定手段を設けてもよい。回転固定手段は、例えば、ピンをセグメントに固定する固定用ピン、セグメントの内周面側等に固定される添接板、ピンの回転によって生じる隙間に固定される楔等である。
【００１９】
また、セグメント内に溝を形成し、溝内に連結部材を設け、セグメントリングの外周部に止水のためにゴムを設けてもよい。連結部材の一端は溝内の端部に固定され、他端は溝に沿って移動可能である。
【００２０】
さらに、セグメントの外周面と内周面との間にゴムを配置し、ゴムを貫通するワイヤを設け、固定手段を用いてワイヤをセグメントに固定してもよい。ワイヤは、トンネルの周方向、または、トンネルの径の方向に、ゴムを貫通して配置される。セグメントの外周面と内周面との間にゴムを配置し、固定手段を用いてゴムをセグメントに固定してもよい。
【００２１】
本発明に用いるセグメントでは、軸方向に隣接するセグメントとの間に止水機構を設けてもよい。止水機構とは、軸方向に隣接するセグメントと擦れ合う面に設けられたリップシールや、リング間ボルト締結機構のボルトに設けられたシール材等である。
【００２２】
拡幅部材の周囲には、周方向や前後方向に隣接するセグメントとの間の止水のための部材が設けられる場合がある。止水のための部材は、例えば、拡幅部材の内側に設けられた鋼製の部材である。
【００２３】
本発明に用いるセグメントでは、外周面方向、すなわち余掘り部内への移動後、拡幅部材の一部、または、拡幅部材と止水のための部材の一部が撤去される。
【００２４】
第３の発明は、掘削機本体の周囲に、前記掘削機本体の外周方向に張り出し可能な山留め用フードが設けられることを特徴とするシールド機を用いたトンネルの拡幅方法である。
【００２５】
山留め用フードは、掘削機本体の外周の少なくとも１ヶ所に設けられ、第１又は第２の発明の工程（ａ）においてコピーカッタや面板スライド方式により掘削された余掘り部の壁面に沿うように張り出される。
【００２６】
山留め用フードには、必要に応じて、フード本体の後方に設置されるリアフード、前方に設置されるフロントフード等を設けてもよい。山留め用フードは、例えば、通常時にはリアフードやフロントフードをフード本体と重ねて格納し、伸縮時には伸長させることにより、掘削機本体の軸方向に伸縮可能とできる。なお、リアフードやフロントフードを伸縮可能とせず、フード本体と一体化して設けてもよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、シールド掘削機１で、拡幅坑１２を有するトンネル８を掘削する工程を示す図である。図１に示すように、シールド掘削機１は、掘削機本体３、掘削用カッタ５、コピーカッタ７等で構成される。さらに、必要に応じて、面板スライド機構（図示せず）や山留め用フード１０１（図１６）を有する。
【００２８】
掘削用カッタ５は、筒状の掘削機本体３の端面に設けられる。コピーカッタ７は、例えば、掘削用カッタ５の一部として設けられ、必要に応じて、シールド掘削機１の側方に伸長可能である。面板スライド機構（図示せず）は、掘削用カッタ５を掘削機本体３の周方向にスライドさせる機構である。
【００２９】
図１（ａ）は、トンネル８の通常坑１０を掘削する工程を示す。通常坑１０とは、トンネル８を構築するために掘削される坑道のうち、通常の周方向断面を有する部分である。図１（ａ）に示すように、シールド掘削機１は、コピーカッタ７を掘削用カッタ５内に格納した状態で地山９を掘削し、トンネル８の通常坑１０を形成する。掘削機本体３の後部では、通常坑１０の内部にセグメント１１が設置される。
【００３０】
図１（ｂ）は、トンネル８の拡幅坑１２を掘削する工程を示す。図２は、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図を示す。拡幅坑１２とは、トンネル８を構築するために掘削される坑道のうち、通常坑１０より周方向断面が拡幅された部分であり、図１（ｂ）、図２に示すように、掘削機本体３の外側に余掘り部１７が形成される。
【００３１】
図１（ｂ）に示すように、シールド掘削機１は、コピーカッタ７を掘削用カッタ５の周方向に伸長させ、掘削用カッタ５で通常断面を掘削しつつ、コピーカッタ７で余掘り部１７を掘削して、トンネル８の拡幅坑１２を形成する。なお、掘削する余掘り部１７の幅に応じて、コピーカッタ７と面板スライド機構（図示せず）とを併用して余掘り部１７を掘削する。
【００３２】
掘削機本体３の後部では、通常坑１０と拡幅坑１２との境界部の通常坑１０の内壁に、必要に応じて、調整セグメント１３を有する調整用セグメントリング１９が設置される。調整セグメント１３、調整用セグメントリング１９の詳細については、後述する。なお、拡幅坑１２の内壁と掘削機本体３の間の余掘り部１７には、必要に応じて、充填材を充填する。充填材は、通常の性質のものの他に、凝固が遅いものを用いてもよい。
【００３３】
図１（ｃ）は、拡幅用セグメントリング２１を設置する工程を示す。図１（ｃ）に示すように、図１（ｂ）に示す状態から地山９をさらに掘削し、掘削機本体３の後部で拡幅セグメント１５を有する拡幅用セグメントリング２１を設置していく。
【００３４】
図３は、拡幅用セグメントリング２１の斜視図である。図３に示すように、拡幅用セグメントリング２１は、通常坑１０に設置されるセグメント１１と同様のセグメント２３、内周面側に拡幅部材２４を有する拡幅セグメント１５で構成される。拡幅セグメント１５は、拡幅用セグメントリング２１の外周方向に移動可能な移動部分２８と、移動しない固定部分３０とからなる。
【００３５】
図４、図５は、可動部２２付近の拡大図である。図４は、図５のＹ−Ｙによる断面図、図５は、図４のＸ−Ｘによる断面図である。拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との間には、可動部２２が設けられる。可動部２２は、鋼管４６、鋼棒４７、芯円固定用ピン２０、シール材３２、防水シート３４等で構成される。
【００３６】
図４に示すように、拡幅セグメント１５の固定部分３０と移動部分２８の境界部には、シール材３２が設置される。シール材３２は、拡幅セグメント１５の内周面側に設置されるシール材３２ａと、外周面側に設置されるシール材３２ｂとからなる。シール材３２ａ、シール材３２ｂは、それぞれ、固定部分３０と移動部分２８のいずれかに固定される。また、拡幅セグメント１５の外周面に沿って、防水シート３４が設置される。シール材３２、防水シート２４は、止水性および弾力性のある材質とする。
【００３７】
図５に示すように、鋼管４６は、拡幅セグメント１５の固定部分３０と移動部分２８の境界部に配置され、複数の鋼管４６ａおよび鋼管４６ｂからなる。鋼管４６ａは拡幅セグメント１５の固定部分３０に固定され、鋼管４６ｂは移動部分２８に固定される。鋼管４６ａと鋼管４６ｂの管内には、鋼棒４７が配置される。
【００３８】
図４、図５に示すように、拡幅セグメント１５の固定部分３０の端部には、芯円固定用ピン２０ａが設置される。芯円固定用ピン２０ａは、固定部分３０に固定された鋼管４６ａを貫通し、鋼棒４７を拡幅セグメント１５の固定部分３０の端部に固定する。移動部分２８には孔３６ａが、鋼管４６ａには孔３６ｂが設けられる。
【００３９】
図４、図５に示す状態では、鋼管４６ｂと拡幅セグメント１５の移動部分２８は、拡幅セグメント１５の固定部分３０の端部に固定された鋼棒４７を中心として、図４に示す矢印Ｅ方向に回転可能である。移動部分２８は、移動部分２８の孔３６ａと鋼管４６ａの孔３６ｂとが重なるように、矢印Ｅ方向に回転される。孔３６ａと孔３６ｂからなる孔３６には、鋼管４６ａと鋼棒４７とを拡幅セグメント１５の移動部分２８の端部に固定するための芯円固定用ピン２０ｂが挿入される。
【００４０】
移動部分２８の移動前、すなわち図４に示す状態では、シール材３２ａと防水シート３４が拡幅セグメント１５の外周側から内周側への漏水を防止する。移動部分２８を移動し、芯円固定用ピン２０ｂで移動部分２８を固定した状態では、シール材３２ｂが固定部分３０に接触し、シール材３２ｂと防水シート３４が拡幅セグメント１５の外周側から内周側への漏水を防止する。
【００４１】
図１（ｃ）では、拡幅用セグメントリング２１は、余掘り部１７の内側に設置される。この時、拡幅用セグメントリング２１は図３に示す状態であり、拡幅用セグメントリング２１の外径は、通常坑１０に設置されたセグメントリングや調整用セグメントリング１９の外径と同じである。
【００４２】
調整用セグメントリング１９の調整セグメント１３は、拡幅用セグメントリングの拡幅セグメント１５に隣接して設置される。調整セグメント１３は、通常坑１０のセグメント１１と拡幅セグメント１５との間を滑らかにつなぐための部材である。図１（ｃ）に示すように、調整セグメント１３の内周面１６は、通常坑１０のセグメント１１の内周面１４から拡幅セグメント１５の内周面２６に向けた勾配を有する。
【００４３】
図１（ｃ）に示す状態のとき、トンネル８の軸方向に隣接するセグメントリングは、リング間ボルト締結機構で連結される。拡幅用セグメントリング２１は、側面に設けられたリング間ボルト締結機構１８、１８ａを用いて、隣接するセグメントリングに連結される。図６は、リング間ボルト締結機構１８ａ付近の断面図を示す。図６は、図１（ｃ）のＸに示す部分の拡大図である。
【００４４】
図６に示すように、リング間ボルト締結機構１８ａは、ナット１０１、ナット１０３、全ネジボルト１０５、シール材１０７、鞘１１１等で構成される。拡幅セグメント１５ｂに設けられた鞘１１１ｂの内部には、ナット１０１が固定され、隣接する拡幅セグメント１５ａに設けられた鞘１１１ａの内部には、ナット１０３が固定される。
【００４５】
拡幅セグメント１５ａと拡幅セグメント１５ｂとを連結するには、六角レンチ１０９等を用いてナット１０１とナット１０３に全ネジボルト１０５をねじ込む。なお、全ネジボルト１０５の端部１１３には、シール材１０７が設けられる。
【００４６】
図７は、拡幅用セグメントリング２１内に形状保持装置２５を設置した状態を示す図である。図７は、図１（ｃ）のＢ−Ｂに示す位置での断面図である。拡幅坑１２内に設置された拡幅用セグメントリング２１の内部には、図７に示すように、形状保持装置２５が設置される。
【００４７】
形状保持装置２５は、例えば、保持治具２９、保持治具３１、ジャッキ２７等で構成される。保持治具３１は、拡幅用セグメントリング２１の最下部のセグメント２３に沿って配置される。ジャッキ２７の両端は、それぞれ、保持治具３１と保持治具２９に連結される。ジャッキ２７は、鉛直方向に伸縮可能で、保持治具２９を上下に移動させる。保持治具２９は、ジャッキ２７によって、拡幅用セグメントリング２１の最上部のセグメント２３に押付けられる。
【００４８】
図１（ｃ）に示す状態で、シールド掘削機１から拡幅セグメント１５にトンネル軸方向の力が伝達されないよう、拡幅セグメント１５の前方のセグメント１１から、シールド掘削機１の推進ジャッキ（図示せず）を離す。それと前後して、図７に示すように、ジャッキ２７を矢印Ｅに示す方向に伸ばす。
【００４９】
図８は、拡幅用セグメントリング２１内に押出し装置３３を設置した状態を示す図である。押出し装置３３は、例えば、押出し治具３７、ジャッキ３５等で構成される。押出し治具３７は、拡幅用セグメントリング２１の拡幅セグメント１５に沿って配置される。ジャッキ３５の一端は、ピン４１を用いて押出し治具３７に連結され、他端は、ピン３９を用いてジャッキ２７に連結される。
【００５０】
押出し治具３７は、ジャッキ３５の伸縮によって、拡幅セグメント１５の内周面２６に押付けられる。なお、押出し装置３３は、図８の矢印Ｆに示す方向にジャッキ３５を伸ばす際に反力を取れる構造であればよい。ジャッキ３５の端部はジャッキ２７に連結されなくてもよい。
【００５１】
図８では、ジャッキ２７を用いて、保持治具２９を拡幅用セグメントリング２１の最上部のセグメント２３に押し付け、拡幅用セグメントリング２１のセグメント２３の形状を保持した状態で、ジャッキ３５を矢印Ｆに示す方向に伸ばし、押出し治具３７を拡幅セグメント１５の内周面２６に押付ける。
【００５２】
図９は、リング間ボルト締結機構１８ａ付近の断面図を示す。図８に示すように形状保持装置２５や押出し装置３３を設置するのと前後して、図９に示すように、六角レンチ１０９等を用いて全ネジボルト１０５をナット１０１から取り外し、全ネジボルト１０５を拡幅セグメント１０５ａ内に格納して、拡幅セグメント１５ａと拡幅セグメント１５ｂとの連結を解除する。なお、シール材１０７を鞘１１１ａに押し付けることで、鞘１１１ａが密閉され、拡幅セグメント１５ａ１５ｂの外周側から拡幅セグメント１５ａ内部への漏水を防ぐことができる。
【００５３】
拡幅セグメント１５と隣接するセグメントとの連結を解除した後、ジャッキ３５を伸ばし、拡幅セグメント１５の移動部分２８を図８の矢印Ｇに示す方向に押出す。拡幅セグメント１５の移動部分２８は、図４、図５を用いて説明したように、可動部２２の鋼棒４７を中心として回転可能である。
【００５４】
図１０は、押出し装置３３を用いて拡幅セグメント１５の移動部分２８を押出した状態を示す図である。図８に示す状態から、押出し装置３３で拡幅セグメント１５の移動部分２８を押出し、図１０に示す状態にする。そして、前述したように、図４、図５に示す芯円固定用ピン２０ｂを用いて、移動部分２８を固定する。図１（ｄ）は、拡幅セグメント１５を余掘り部１７内に移動させ、拡幅坑１２の内壁に沿って配置した状態を示す。図１０は、図１（ｄ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００５５】
形状保持装置２５と押出し装置３３を用いて、トンネル８の軸方向に配置された全ての拡幅用セグメントリング２１の拡幅セグメント１５を順次余掘り部１７に移動させ、図１（ｄ）に示す状態にする。拡幅セグメント１５は、外周面が拡幅坑１２の内壁に沿うように配置され、隣接する拡幅セグメント１５は、リング間ボルト締結機構１８を再度図６に示す状態に戻すことにより、連結される。なお、余掘り部１７に充填材を設置した場合には、必要に応じて、充填材をトンネル８の坑内に吸入する。
【００５６】
拡幅セグメント１５の内周面側に設置された拡幅部材２４には、図１（ｄ）、図１０に示すように、仮設部４３（４３ａ、４３ｂ）が設けられる。仮設部４３の位置は、拡幅セグメント１５の設置位置によって異なる。調整セグメント１３に隣接しない拡幅セグメント１５ｂでは、図１（ｄ）や図１０に示すように、周方向に隣接するセグメント２３に接する面を除く部分が仮設部４３ｂである。
【００５７】
調整セグメント１３に隣接する拡幅セグメント１５ａでは、図１（ｅ）に示すように、周方向に隣接するセグメント２３に接する面と、調整セグメント１３に接する面とを除く部分が仮設部４３ａである。
【００５８】
図１１は、仮設部４３ｂを撤去した後の状態を示す図である。図１（ｅ）は、仮設部４３を撤去した状態を示す。図１１は、図１（ｅ）のＤ−Ｄ断面図である。図１（ｄ）や図１０に示す状態から、仮設部４３等を撤去し、図１（ｅ）や図１１に示す状態にする。
【００５９】
図１（ｅ）、図１１に示すように、拡幅用セグメントリング２１ａ、拡幅用セグメントリング２１ｂでは、拡幅セグメント１５ａの仮設部４３ａ、拡幅セグメント１５ｂの仮設部４３ｂをそれぞれ撤去して、拡幅部４５ａと拡幅部４５ｂを形成する。また、調整用セグメントリング１９では、調整セグメント１３の内周面１６付近を撤去し、トンネル軸方向に隣接するセグメント１１の内周面１４に面位置を合わせる。そして、図１（ｅ）に示すように、拡幅坑１２付近の覆工を完成する。
【００６０】
このように、第１の実施の形態では、コピーカッタ７を有するシールド掘削機１を用いて掘削した拡幅坑１２の余掘り部１７の内側に拡幅用セグメントリング２１を組み立て、掘削機本体３が拡幅坑１２を通過した後、拡幅セグメント１５を余掘り部１７内に移動させる。拡幅用セグメントリング２１の外径は、設置時には通常坑１０に設置されるセグメントリングの外径と等しいため、掘削機本体３のテール部と拡幅用セグメントリング２１との止水性を確保できる。
【００６１】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の工程でトンネル８の拡幅坑１２付近を覆工するが、拡幅用セグメントリング２１ａの拡幅セグメント１５ａ、拡幅用セグメントリング２１ｂの拡幅セグメント１５ｂの替わりに、拡幅セグメント５１ａ、拡幅セグメント５１ｂを使用する。
【００６２】
図１２は、拡幅用セグメントリング２１を設置した状態のトンネル軸方向の断面図である。図１２は、第１の実施の形態の図１（ｃ）に示す状態に相当する。第２の実施の形態では、図１２に示すように、拡幅坑１２を掘削した後、余掘り部１７の内側に、拡幅セグメント５１を有する拡幅用セグメントリング２１を設置する。
【００６３】
拡幅セグメント５１は、本体５５、止水枠５３等で構成される。本体５５は、通常のセグメント１１の内周面側に拡幅部材５４を設けたものである。本体５５は、例えば、外郭の形状が拡幅セグメント１５とほぼ同様の箱体であり、可動部２２を用いて外周面方向に移動可能である。隣接する拡幅セグメント５１は、拡幅部材５４が接触するように配置される。
【００６４】
止水枠５３は、本体５５の拡幅部材５４の内側に配置される。隣接する拡幅セグメント５１の止水枠５３は、隣接する拡幅セグメント５１の拡幅部材５４の接触部を包み込むように、止め具５２を用いて固定される。調整セグメント１３に隣接して配置される拡幅セグメント５１ａの止水枠５３ａは、止め具５２を用いて調整セグメント１３に固定される。止水枠５３は、本体５５の移動時に余掘り部１７からトンネル坑内への漏水を防止する。
【００６５】
図１３は、拡幅セグメント５１の本体５５を移動させる工程を示すトンネル軸方向の断面図である。図１３は、第１の実施の形態の図１（ｃ）から図１（ｄ）にへの移行状態に相当する。図１２に示すように拡幅用セグメントリング２１を設置した後、シールド掘削機１から拡幅セグメント５１にトンネル軸方向の力が伝達されないよう、拡幅セグメント５１の前方のセグメント１１から、シールド掘削機１の推進ジャッキ（図示せず）を離す。但し、図１３中に破線で示したように推力伝達材５０を設置し、調整セグメント１３から止水枠５３へ推力を伝達すれば、推進ジャッキを離す必要はない。
【００６６】
そして、図１３に示すように、拡幅セグメント５１ａの本体５５ａ、拡幅セグメント５１ｂの本体５５ｂを、順次余掘り部１７内に移動させる。本体５５ａの調整セグメント１３に隣接する拡幅部材５４の端部は、止め具５６を用いて調整セグメント１３と止水枠５３ａに固定される。また、他の拡幅部材５４の端部は、止め具５６（図１４）を用いて隣接する拡幅セグメント５１の拡幅部材５４に固定される。なお、本体５５ａや本体５５ｂの移動には、必要に応じて、第１の実施の形態で使用した形状保持装置２５や押出し装置３３を用いる。
【００６７】
図１４は、拡幅坑１２の覆工が完成した状態でのトンネル軸方向の断面図を示す。全ての拡幅セグメント５１の本体５５を拡幅坑１２の内壁に沿って配置した後、図１４に示すように、拡幅セグメント５１では、止め具５６より内側に位置する止水枠５３と拡幅部材５４を撤去する。また、調整セグメント１３においても、止め具５６より内側の部分を撤去する。そして、図１４に示すように、拡幅坑１２付近の覆工を完成する。
【００６８】
このように、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、拡幅用セグメントリング２１を拡幅坑１２の余掘り部１７の内側に組み立て、掘削機本体３が拡幅坑１２を通過した後、拡幅セグメント５１の本体５５を余掘り部１７内に移動させるため、掘削機本体３のテール部と拡幅用セグメントリング２１との止水性を確保できる。また、拡幅セグメント５１の本体５５の内側に止水枠５３を設けることで、本体５５を余掘り部１７内に移動させる際に、隣接する拡幅セグメント５５の間の止水性が向上する。
【００６９】
なお、第２の実施の形態では、拡幅坑１２の断面積を一定としたが、拡幅坑１２の断面積を段階的に変化させることもできる。図１５は、断面積が一定でない拡幅坑１２ａのトンネル軸方向の断面図である。
【００７０】
図１５に示すように、拡幅セグメント５１ａ、拡幅セグメント５１ｂの本体５５ａ、本体５５ｂの外周面の位置をずらして配置し、止め具５６で拡幅部材５４を固定し、止水枠５３や拡幅部材５４の一部を撤去することにより、断面積が一定でない拡幅坑１２ａを覆工できる。図１２から図１５では、止水枠５３と拡幅部材４３の接触面や、拡幅部材５４と拡幅部材５４の接触面にリップシール（図示せず）を設けることで、止水性がさらに向上する。
【００７１】
次に、第３の実施の形態について説明する。図１６は、第３の実施の形態で使用する掘削機１０１および掘削機１０１を用いて設置されたセグメントの斜視図である。図１７は、山留めフード１０３を張り出した掘削機１０１および掘削機１０１を用いて設置されたセグメントの斜視図である。第３の実施の形態では、第１の実施の形態の掘削機１の代わりに掘削機１０１を用いて、拡幅坑を有するトンネルを掘削する。充填材の充填のみで余掘り部１７（図１）の壁面の安定が保たれない場合には、掘削機１０１を使用するのが好ましい。
【００７２】
掘削機１０１は、掘削機本体３、掘削カッタ５、山留めフード１０３、テール拡幅部１０７等で構成される。掘削機１０１は、第１の実施の形態で使用した掘削機１の掘削機本体３の外周からテール拡幅部１０７を張り出す。テール拡幅部１０７は、掘削機本体３のテール部付近に設けられる。山留めフード１０３は、テール拡幅部１０７の外周面であるフード本体１１５、フロントフード１０５、リアフード１０９からなる。
【００７３】
フロントフード１０５は、例えば、テール拡幅部１０７のフード本体１１５と一体であり、テール拡幅部１０７と同時に掘削機本体３の外周方向に張り出される。テール拡幅部１０７からは、リアフード１０９が伸長される。山留めフード１０３は、図１７に示すように、テール拡幅部１０５を掘削機本体３の外周方向に張り出すことにより、拡幅坑１２（図１）の壁面を支持する。なお、図１６に示す状態では、リアフード１０９は、フード本体１１５の内側に重ねてテール拡幅部１０７内に格納される。
【００７４】
掘削機１０１は、図１に示す掘削機１と同様に、掘削機５、コピーカッタ７、面板スライド機構（図示せず）等を用いて、通常坑１０や、余掘り部１７を有する拡幅坑１２を地山９内に掘削する。
【００７５】
図１６に示すように、掘削機１０１は、通常坑を掘削する際には山留めフード１０３を張り出さずに掘削しつつ、テール部で通常坑内にセグメント１１を設置する。拡幅坑を掘削する際には、山留めフード１０３を張り出さずに掘削しつつ、テール部で調整用セグメントリング１９や拡幅用セグメントリング２１を設置する。拡幅坑の余掘り部内には、充填材を充填する。
【００７６】
そして、適切な時期に、図１７に示すように、拡幅坑（図示せず）の壁面に沿って山留めフード１０３とフロントフード１０５を張り出し、さらに、リアフード１０９をテール拡幅部１０７から伸長する。このとき、リアフード１０９の最後尾１１１が、拡幅予定の拡幅用セグメントリング２１の最後尾１１３と一致するようにする。
【００７７】
図１７に示す状態で、掘削カッタ５で地山を掘削しつつ、拡幅用セグメントリング２１の拡幅セグメント（図示せず）を拡幅用セグメントリング２１の外周方向に移動させて、拡幅坑を覆工する。そして、拡幅区間終了時に、リアフード１０９をテール拡幅部１０７内に、テール拡幅部１０７を掘削機本体３内に格納する。
【００７８】
このように、第３の実施の形態では、山留めフード１０３を有する掘削機１０１を用いることにより、余掘り部の壁面の維持が容易になる。また、山留めフード１０３を張り出すことで、掘削機１０１の掘削方向や姿勢制御が可能となる。
【００７９】
なお、図１６、図１７に示す掘削機１０１では、フロントフード１０５がフード本体１１５と一体化されているが、フロントフード１０５をリアフード１０９と同様にテール拡幅部１０７に格納し、伸縮可能にしてもよい。また、フロントフード１０５やリアフード１０９を設けない場合もある。
【００８０】
次に、第４の実施の形態について説明する。図１８は、第４の実施の形態で使用する拡幅用セグメントリング２１の一部の斜視図である。第４の実施の形態においても、第１、第２の実施の形態と同様の工程でトンネル８の拡幅坑１２付近を覆工するが、拡幅用セグメントリング２１の拡幅セグメント１５の替わりに、拡幅セグメント５７を使用する。
【００８１】
図１８は、図１（ｃ）に示す工程での拡幅セグメント５７の状態を示す。拡幅セグメント５７は、内周面に拡幅部材５８を有する。拡幅部材５８には、適切な部分に仮設部５９が設けられる。
【００８２】
図１８に示す状態の拡幅用セグメントリング２１を拡幅坑１２の余掘り部１７の内側に設置し、掘削機本体３が拡幅坑１２を通過した後、シールド掘削機１から拡幅セグメント５７にトンネル軸方向の力が伝達されないよう、拡幅セグメント５７の前方のセグメントから、シールド掘削機１の推進ジャッキ（図示せず）を離す。
【００８３】
そして、複数の拡幅セグメント５７をそれぞれ図１８の矢印Ｈに示す方向に押し出して余掘り部１７内に移動させ、拡幅坑１２の内壁に沿って配置する。拡幅セグメント５７の移動には、必要に応じて、第１の実施の形態で使用したような形状保持装置や押出し装置を用いる。
【００８４】
図１９は、仮設部５９を撤去した拡幅用セグメントリング２１の一部の斜視図である。拡幅セグメント５７を余掘り部１７内に押し出した後、拡幅セグメント３７の仮設部５９を撤去し、拡幅用セグメントリング２１内に拡幅部６０を形成する。
【００８５】
なお、図１８、図１９に示す拡幅セグメント５７は、調整セグメント１３に隣接しないものである。調整セグメント１３に隣接する拡幅セグメント５７では、仮設部は、調整セグメント１３に接する面および周方向に隣接するセグメント２３に接する面を除く部分に設けられる。
【００８６】
拡幅セグメント５７のリング間ボルト締結機構１８、１８ａ（図１８、図１９９）は、第１の実施の形態の拡幅セグメント１５のリング間ボルト締結機構１８、１８ａと同様の構成である。拡幅セグメント５７では、拡幅前にリング間ボルト締結機構１８ａを図６に示す状態から図９に示す状態にして、隣接するセグメントとの連結を解除する。また、拡幅セグメント５７を拡幅坑１２内に移動した後、リング間ボルト締結機構１８ａを図６に示す状態に戻して隣接するセグメントと再連結する。
【００８７】
第４の実施の形態においても、第１、第２の実施の形態と同様に、拡幅用セグメントリング２１を拡幅坑１２の余掘り部１７の内側に組み立て、掘削機本体３が拡幅坑１２を通過した後、拡幅セグメント５７を余掘り部１７内に移動させるため、掘削機本体３のテール部と拡幅用セグメントリング２１との止水性を確保できる。
【００８８】
次に、第５の実施の形態について説明する。図２０は、拡幅部４５ａ、拡幅部４５ｂが設けられた部分を通常幅に戻す工程を示す図である。図２０の（ａ）は、内部に拡幅部４５ａ、拡幅部４５ｂを設けたトンネル８を示す。図２０の（ｂ）は、拡幅セグメント１５ａ、拡幅セグメント１５ｂを移動させて内空の幅を一定としたトンネル８を示す。
【００８９】
図２０の（ａ）に示すトンネル８は、例えば、第１の実施の形態で説明した方法で構築される。トンネル８の拡幅部４５ａ、拡幅部４５ｂが、トンネル８の施工時に必要で、完成後は必要でない場合、施工後、図２０の（ｂ）に示すように、拡幅部４５ａ、拡幅部４５ｂが設けられた部分のシールド幅を通常幅に戻し、トンネル８の内空の幅を一定とする。図２０に示す工程は、例えば、拡幅部４５ａ、拡幅部４５ｂが小口径長距離シールドの資材搬送用台車の坑内離合（すれ違い）に使用される場合に適用される。
【００９０】
トンネル８の内空の幅を一定とするには、図２０の（ａ）に示す拡幅用セグメントリング２１ａ、拡幅用セグメントリング２１ｂの外径と通常坑１０のセグメントリングとの外径とが同じになるように、拡幅用セグメントリング２１ａの拡幅セグメント１５ａ、拡幅用セグメントリング２１ｂの拡幅セグメント１５ｂを、トンネル８の内周方向に移動させる。
【００９１】
拡幅セグメント１５ａ、拡幅セグメント１５ｂの移動と並行して、図２０の（ｂ）に示すように、拡幅セグメント１５ａ、拡幅セグメント１５ｂの外側の余掘り部１７（図１）に充填材または裏込め注入材１１７を注入する。充填材または裏込め注入材１１７の注入は、拡幅セグメント１５ａ、拡幅セグメント１５ｂに設けた注入孔（図示せず）を介して行う。充填材または裏込め注入材１１７は、通常の性質のものの他に、凝固が遅いものを用いてもよい。
【００９２】
拡幅セグメント１５ａ、拡幅セグメント１５ｂのトンネル内周方向への移動は、第１の実施の形態で述べた、トンネル外周方向（図８の矢印Ｇ方向）への移動と逆の手順で行う。拡幅セグメント１５ａ、拡幅セグメント１５ｂをトンネル内周方向に引き寄せるには、図８に示すジャッキ３５、ジャッキ２７等を用いる。
【００９３】
第５の実施の形態では、拡幅坑１２を設けた部分のトンネル８のシールド幅を、施工中のみ拡幅した後、通常坑１０の部分と同等に戻すので、地下の占有が短期間で済み、地上施設管理者に対する地下占有に関する許可が基本的に不要となる。
【００９４】
このように、第１から第５の実施の形態では、掘削機本体３が拡幅坑１２を通過した後、拡幅セグメントを余掘り部１７内に移動させるので、掘削機本体３のテール部と拡幅用セグメントリング２１との止水性を確保できる。なお、使用する拡幅用セグメントは、第１、第２、第４、第５の実施の形態で使用した拡幅セグメント１５、拡幅セグメント５１、拡幅セグメント５７に限らない。拡幅セグメントは、内周面側に拡幅部材が設けられ、余掘り部１７の内側に設置された後、余掘り部１７内に移動ができるような構造であればよい。
【００９５】
図２１は、他の拡幅セグメント６１を有する拡幅用セグメントリング２１の斜視図である。拡幅セグメント６１は、本体６３、拡幅部材６４、拡幅部材６５等で構成される。拡幅部材６４、拡幅部材６５は、いずれも本体６３の内周面側に設けられる部材であるが、拡幅部材６４は本体６３と一体化した部材であり、拡幅部材６５は、本体６３と一体化されない部材である。
【００９６】
本体６３は、例えば、可動部２２を用いてセグメント２３に連結され、可動部２２を回転の中心として、矢印Ｉに示す方向に移動可能である。本体６３には、ピン６９の位置をガイドするガイド溝６７が設けられ、拡幅部材６５に固定されたピン６９の端部がガイド溝６７内に配置される。
【００９７】
図２２は、拡幅セグメント６１を移動させた拡幅用セグメントリング２１の斜視図である。図２２に示すように、拡幅部材６５を本体６３と周方向に隣接するセグメント２３との間に移動させ、拡幅セグメント６１を拡幅坑１２の余掘り部１７の内部に配置する。このとき、拡幅部材６５に固定されたピン６９は、本体６３のガイド溝６７に沿って移動する。
【００９８】
拡幅部材６４、拡幅部材６５には、それぞれ、適切な部分に仮設部６６、仮設部６８が設けられる。これらの仮設部６６、仮設部６８を撤去することにより、拡幅用セグメントリング２１の内部に拡幅部が形成される。本体６３に設けられたリング間ボルト締結機構１８ａは、拡幅セグメント１５、拡幅セグメント５７に設けられたリング間ボルト締結機構１８ａと同様にして用いられる。
【００９９】
また、可動部２２の構造は、図４に示すものに限らない。可動部２２は、拡幅用セグメントリング２１の外周側と内周側との止水性を確保しつつ、拡幅セグメントを移動させることができる構造であればよい。図２３から図２９は、他の構造の可動部２２を示す図である。
【０１００】
図２３に示す可動部２２は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられ、ピン７３、ゴム７１等で構成される。ピン７３は、拡幅セグメント１５の移動部分２８の端部と固定部分３０の端部とをヒンジ結合する。止水用のゴム７１は、移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられる。拡幅セグメント１５の移動部分２８は、図２３の矢印Ｊに示すように、ピン７３を中心として回転可能である。
【０１０１】
図２４に示す可動部２２は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられ、拡幅セグメント１５に設けられた溝である主管８３と枝管８５、金具８１、固定ピン７７、移動ピン７９、ゴム７５等で構成される。
【０１０２】
金具８１は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０とを連結する。金具８１を配置するための主管８３は、移動部分２８と固定部分３０の内部に配置される。移動部分２８の内部には、さらに、主管８３から枝分かれした枝管８５が配置される。移動部分２８と固定部分３０の接触部の外周面側には、ゴム７５が設けられる。
【０１０３】
金具８１の一端は、固定ピン７７として固定部分３０の主管８３の端部に固定される。金具８１の他端には、移動ピン７９が設けられる。移動ピン７９は、移動部分２８の移動前には、図２４に示すように、移動部分２８の主管８３の内部に格納されている。移動部分２８を矢印Ｋに示す方向に移動させると、ゴム７５が縮み、移動ピン７９が移動部分２８内の主管８３から移動して枝管８５に格納される。
【０１０４】
図２５に示す可動部２２は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられ、ワイヤ８７、止め具８９、ゴム９１等で構成される。ゴム９１は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との間に設けられる。ゴム９１の内部には、トンネル周方向にワイヤ８７が配置される。
【０１０５】
ワイヤ８７の両端部には、それぞれネジ山が設けられる。ワイヤ８７の両端部は、止め具８９を用いて、移動部分２８と固定部分３０とに固定される。ワイヤ８７およびゴム９１を変形させることにより、移動部分２８を矢印Ｌに示す方向に移動させることができる。
【０１０６】
図２６に示す可動部２２は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられ、ワイヤ９３ａ、ワイヤ９３ｂ、止め具９５、ゴム９７等で構成される。ゴム９７は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との間に設けられる。
【０１０７】
ゴム９７は、固定部分３０を外周側から内周側まで貫通するワイヤ９３ａと、移動部分２８を外周側から内周側まで貫通するワイヤ９３ｂとによって、固定部分３０と移動部分２８に固定される。ワイヤ９３ａ、ワイヤ９３ｂは、それぞれ、止め具９５を用いて固定部分３０、移動部分２８に固定される。ゴム９７を変形させることにより、移動部分２８を矢印Ｍに示す方向に移動させることができる。
【０１０８】
図２７に示す可動部２２は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられ、止め具９８、ゴム９９等で構成される。ゴム９９は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との間に設けられる。ゴム９９の周方向の端部は、それぞれ、止め具９８を用いて固定部分３０、移動部分２８に固定される。ゴム９９を変形させることにより、移動部分２８を矢印Ｎに示す方向に移動させることができる。
【０１０９】
図２８に示す可動部２２は、図４に示す可動部２２とほぼ同様の構成であるが、図４の矢印Ｅに示す方向に回転させ、芯円固定用ピン２０ｂを鋼棒４７に固定した後、拡幅セグメント１５の内周面側に、添接板１２１が取り付けられる。添接板１２１は、ボルト１２３とナット１２５を用いて移動部分２８と固定部分３０とに固定される。
【０１１０】
図２９、図３０に示す可動部２２は、拡幅セグメント１５の移動部分２８と固定部分３０との境界部に設けられ、ピン１２７、回転板１２９、防水シート１３１、楔１３７等で構成される。ピン１２７は、拡幅セグメント１５の固定部分３０と移動部分２８の境界部に配置される。防水シート１３１は、拡幅セグメント１５の外周面に沿って設置される。回転板１２９は、防水シート１３１の内側に設置される。防水シート１３１は、止水性および弾力性のある材質、回転板１２９は変形可能な材質とする。
【０１１１】
図２９に示す状態では、移動部分２８と固定部分３０とは、ボルト１３５とナット１３３を用いて固定されている。ボルト１３５とナット１３３を撤去することにより、ピン１２７を回転の中心として移動部分２８を矢印Ｏに示す方向に移動させることができる。
【０１１２】
移動部分２８を図２９の矢印Ｏに示す方向に回転させた後、図３０に示すように、移動部分２８と固定部分３０との間に楔１３７を配置する。さらに、移動部分２８と楔１３７と固定部分３０とを、テーパーワッシャ１４３を介してボルト１３９とナット１４１とで締付ける。このとき、テーパーワッシャ１４３に設けるボルト１３９用の孔を長穴にしておくと、組み立てが容易になる。
【０１１３】
図４、図５および図２１から図２７では、拡幅セグメント１５（拡幅セグメント５５、拡幅セグメント６１）を移動部分２８と固定部分３０に分割し、移動部分２８と固定部分３０の境界部に可動部２２を設けたが、可動部２２の設置位置はこれに限らない。拡幅セグメント１５（拡幅セグメント５５、拡幅セグメント６１）を移動部分２８と固定部分３０に分割せず、拡幅セグメントと、周方向に隣接する他のセグメントとの境界部に可動部２２を設けてもよい。この場合、可動部２２を用いて拡幅セグメント全体がセグメントリングの周方向に移動する。
【０１１４】
さらに、形状保持装置、押出し装置の構成は、図７から図１０に示すものでなくてもよい。形状保持装置は、拡幅セグメントの移動中に、他のセグメント２３の形状を保持できる構造であればよい。また、押出し装置は、拡幅セグメントを拡幅用セグメントリング２１の外周方向に押出せる構造であればよい。拡幅セグメントの移動の形態として、拡幅セグメント１５や拡幅セグメント６１のような回転移動、拡幅セグメント５７のような平行移動等が考えられる。押出し装置は、使用される拡幅セグメントの移動形態に応じた構造とする。
【０１１５】
拡幅セグメント１５、拡幅セグメント５１等の拡幅セグメントは、鋼製とするのが望ましいが、他の材質で形成してもよい。また、図１では、トンネル８の一方の側面に余掘り部１７を設けて拡幅部を形成したが、余掘りを行う位置はこれに限らない。例えば、両側面に余掘り部を掘削して拡幅部を形成してもよい。
【０１１６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、シールド機の通過後にセグメント単独で拡幅することで、シールド機テール部とセグメントとの間の止水性を気にすることなくセグメントを拡幅することができるトンネルの拡幅方法、セグメントおよびシールド機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シールド掘削機１で、拡幅坑１２を有するトンネル８を掘削する工程を示す図
【図２】図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図
【図３】拡幅用セグメントリング２１の斜視図
【図４】可動部２２付近の拡大図
【図５】可動部２２付近の拡大図
【図６】リング間ボルト締結機構１８ａ付近の断面図
【図７】拡幅用セグメントリング２１内に形状保持装置５を設置した状態を示す図
【図８】拡幅用セグメントリング２１内に押出し装置３３を設置した状態を示す図
【図９】リング間ボルト締結機構１８ａ付近の断面図
【図１０】押出し装置３３を用いて拡幅セグメント１５の移動部分２８を押出した状態を示す図
【図１１】仮設部４３ｂを撤去した後の状態を示す図
【図１２】拡幅用セグメントリング２１を設置した状態のトンネル軸方向の断面図
【図１３】拡幅セグメント５１の本体５５を移動させる工程を示すトンネル軸方向の断面図
【図１４】拡幅坑１２の覆工が完成した状態のトンネル軸方向の断面図
【図１５】断面積が一定でない拡幅坑１２ａのトンネル軸方向の断面図
【図１６】第３の実施の形態で使用する掘削機１０１および掘削機１０１を用いて設置されたセグメントの斜視図
【図１７】山留めフード１０３を張り出した掘削機１０１および掘削機１０１を用いて設置されたセグメントの斜視図
【図１８】第４の実施の形態で使用する拡幅用セグメントリング２１の一部の斜視図
【図１９】仮設部５９を撤去した拡幅用セグメントリング２１の一部の斜視図
【図２０】拡幅部４５ａ、拡幅部４５ｂが設けられた部分を通常幅に戻す工程を示す図
【図２１】他の拡幅セグメント６１を有する拡幅用セグメントリング２１の斜視図
【図２２】拡幅セグメント６１を移動させた拡幅用セグメントリング２１の斜視図
【図２３】他の構造の可動部２２を示す図
【図２４】他の構造の可動部２２を示す図
【図２５】他の構造の可動部２２を示す図
【図２６】他の構造の可動部２２を示す図
【図２７】他の構造の可動部２２を示す図
【図２８】他の構造の可動部２２を示す図
【図２９】他の構造の可動部２２を示す図
【図３０】他の構造の可動部２２を示す図
【符号の説明】
１、１０１………シールド掘削機
３………掘削機本体
７………コピーカッタ
１０………通常坑
１１、２３………セグメント
１２………拡幅坑
１３………調整セグメント
１５、１５ａ、１５ｂ、５１、５１ａ、５１ｂ、５７、６１………拡幅セグメント
１７………余掘り部
２０、２０ａ、２０ｂ………芯円固定用ピン
２１、２１ａ、２１ｂ………拡幅用セグメントリング
２４、５４、５８、６５………拡幅部材
２５………形状保持装置
２６………内周面
３２、１０７………シール材
３３………押出し装置
３４、１３１………防水シート
４３、４３ａ、４３ｂ、５９、６６、６８………仮設部
４５ａ、４５ｂ、６０………拡幅部
４６、４６ａ、４６ｂ………鋼管
４７………鋼棒
５３、５３ａ、５３ｂ………止水枠
７１、７５、９１、９７、９９………ゴム
７３、１２７………ピン
８１………金具
８３………主管
８５………枝管
８７、９３ａ、９３ｂ………ワイヤ
１０３………山留めフード
１０５………フロントフード
１０９………リアフード
１１５………フード本体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for widening a tunnel installed in a widening pit, a segment, and a shield machine.
[0002]
[Prior art]
In buried pipes and tunnels constructed using a shield machine, a widened portion having a cross section larger than the normal portion may be required on the way due to structural and construction restrictions. For example, there are emergency parking zones of roads and railway tunnels, cable connection parts such as lead-in lines, ramps, joint grooves, branching parts of routes, and parts for passing through underground battery locores in the small-diameter shield method.
[0003]
In order to form the widened portion, there are methods as described below. (1) Excavate all lines with the necessary maximum cross section, that is, a cross section equivalent to the widened portion. If the ground part can be used, the section between the shafts constructed before and after the section where widening is required is excavated with a widened section. (2) After excavation with a normal cross section, a mountain retaining is formed around the widened portion by ground improvement or the like to dismantle the lining and widen the cross section to a predetermined area. Ground improvement will be carried out from inside the mine or from the ground. (3) The widened part is constructed by excavation.
[0004]
In addition, (4) a method (JP 2002-89170, JP 2001-329781, etc.) for excavating only necessary portions using a shield machine capable of widening the excavation area freely during excavation has been proposed. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method (1), the amount of excavation increases, and in the method (2), the work process becomes complicated. If the ground part cannot be used, method (3) cannot be implemented. In the method of (4), the problems of the methods of (1) to (3) are solved, but since the shield machine main body is widened and the segment for the widening pit is installed, It is difficult to ensure water stoppage between the segments.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and the object of the present invention is to widen the segment alone after passing through the shield machine, thereby preventing the water stoppage between the tail part of the shield machine and the segment. It is an object to provide a tunnel widening method and a segment capable of widening the segment without the need to make the segment.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The first invention for achieving the above-described object is a step (a) of excavating a pit having an overexcavation portion with an excavator, and a step (b) of installing a widening segment ring inside the overexcavation portion. When,
And a step (c) of moving a segment constituting the widening segment ring into the extra excavation portion after passing through the excavator, wherein the segment is movable in the outer peripheral direction of the segment ring; The moving part is provided with an expansion member on the inner peripheral surface side, and the moving part is rotationally moved around a movable part provided between the moving part and the fixed part. The tunnel widening method is characterized in that a sealing material is provided on each of the inner peripheral surface side and the outer peripheral surface side of the boundary portion between the moving portion and the fixed portion.
Moreover, 2nd invention is the process (a) which excavates the mine which has an overexcavation part with an excavator, the process (b) which installs the segment ring for widening inside the said overexcavation part, and passage of the said excavator And a step (c) of moving a segment constituting the widening segment ring into the overexcavated portion, wherein the segment is movable in the outer peripheral direction of the segment ring, and a fixed portion that does not move The moving part is provided with an expansion member on the inner peripheral surface side, a water stop frame is disposed inside the expansion member, and the water stop frame of the adjacent widened segment is the widening of the adjacent widened segment. A tunnel widening method characterized by being fixed so as to wrap a contact portion of a member.
[0008]
As the excavator, for example, a shield machine having a copy cutter capable of expanding and reducing the excavation area is used. In the step (a), a mine having an overexcavated portion is excavated using a copy cutter. In addition, since there is a limit (about 300 mm) in the widening width in the copy cutter, a face plate slide method may be used in combination as necessary. In the surplus digging portion, a filler is installed as necessary. If the stability of the overburden cannot be maintained with only the filler, the mountain hood is pushed out from the shield machine. A shield machine having a mountain hood will be described in the third aspect of the invention.
[0009]
In step (b), when the widening segment ring is installed inside the overexcavated portion, the outer diameter of the widening shaft segment ring is the same as the outer diameter of the segment ring installed in the excavation shaft of the normal section. is there. In a part of the segments constituting the widening segment ring, a widening member is provided on the inner peripheral surface side of the segment.
[0010]
In the step (c), a shape holding device for holding the shape of the widening segment ring and an extrusion device for moving the segment are installed in the widening segment ring. The shape holding device includes, for example, a holding jig disposed on the inner peripheral surface side of the segment that is not moved, and a jack that presses the holding jig against the inner peripheral surface side of the segment. The extrusion apparatus, for example, pushes the pushing jig toward the inner peripheral surface side of the segment to be moved, that is, the extrusion jig arranged on the inner peripheral surface side of the segment provided with the widening member on the inner peripheral surface side. Consists of a jack to attach.
[0011]
In the step (c), a widening member is provided on the inner peripheral surface side using the extrusion device while holding the ring shape of the segment that is not moved among the segments constituting the widening segment ring using the shape holding device. The segment is moved into the overexcavated portion and arranged along the inner wall of the widening pit. At this time, based on the pressure situation in the surplus digging part, etc., the filler is extracted to the inside of the pit as necessary. After the step (c), a predetermined portion of the widened member of the moved segment is removed.
[0012]
When the widened part is provided in the tunnel due to construction restrictions, after the use of the widened part is finished, the segment moved in the overexcavated part in the step (c) is moved from the inside of the overexcavated part to the tunnel inner peripheral direction. May be. Thereby, the outer diameter of the segment ring for widening pits becomes the same as the outer diameter of the segment ring installed in the excavation pit of the normal section, and the tunnel returns to the normal width. In addition, at the time of movement of a segment, a filler or a backfilling injection material is installed in the surplus portion in parallel with the movement.
[0013]
In the 1st invention and the 2nd invention, the mine which has a surplus digging part is excavated with an excavator, and the segment ring for widening pits is installed inside a surplus digging part. And after passing an excavator, a part of segment which comprises the segment ring for widening pits is moved in an overexcavation part.
[0014]
The segment installed in the pit having the surplus digging portion is a segment characterized in that a widening member is provided on the inner peripheral surface side and is movable in the outer peripheral surface direction.
[0015]
In the widening segment, at least one segment of the present invention is arranged.
[0016]
In the segment used in the present invention, a movable part is provided near the end. The movable part is installed in advance in a part of the segment, for example. Or it installs in the boundary part of a segment and the other segment adjacent to the circumferential direction.
[0017]
The movable portion includes, for example, a pin that is the center of rotational movement in the direction of the outer peripheral surface of the segment, and a water stop member for water stop on the segment outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side. Rubber, a sealing material, a waterproof sheet, etc. are used for a water stop member.
[0018]
Furthermore, you may provide the rotation fixing means which fixes rotation of a pin. The rotation fixing means is, for example, a fixing pin that fixes the pin to the segment, an attachment plate that is fixed to the inner peripheral surface side of the segment, a wedge that is fixed to a gap generated by the rotation of the pin, and the like.
[0019]
Further, a groove may be formed in the segment, a connecting member may be provided in the groove, and rubber may be provided on the outer periphery of the segment ring for water stop. One end of the connecting member is fixed to an end portion in the groove, and the other end is movable along the groove.
[0020]
Further, rubber may be disposed between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the segment, a wire penetrating the rubber may be provided, and the wire may be fixed to the segment using fixing means. The wire is disposed through the rubber in the circumferential direction of the tunnel or in the direction of the diameter of the tunnel. Rubber may be disposed between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the segment, and the rubber may be fixed to the segment using a fixing means.
[0021]
In the segment used for this invention, you may provide a water stop mechanism between the segments adjacent to an axial direction. The water stop mechanism is a lip seal provided on a surface that rubs against an axially adjacent segment, a seal material provided on a bolt of an inter-ring bolt fastening mechanism, or the like.
[0022]
Around the widening member, there may be a member for water stoppage between the adjacent segments in the circumferential direction and the front-rear direction. The member for water stop is, for example, a steel member provided inside the widening member.
[0023]
In the segment used in the present invention, a part of the widening member or a part of the widening member and the water stop member is removed after the movement into the outer peripheral surface direction, that is, into the overexcavated portion.
[0024]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a tunnel widening method using a shield machine, characterized in that a mountain hood that can project in the outer peripheral direction of the excavator body is provided around the excavator body.
[0025]
The retaining hood is provided at at least one position on the outer periphery of the excavator body so as to follow the wall surface of the overexcavated portion excavated by the copy cutter or the face plate slide method in the step (a) of the first or second invention. Overhang.
[0026]
The mountain hood may be provided with a rear hood installed at the rear of the hood main body, a front hood installed at the front, or the like, if necessary. The mountain hood can be expanded and contracted in the axial direction of the excavator body by, for example, storing a rear hood or a front hood with the hood body in a normal state and extending the hood when extending and contracting. The rear hood and the front hood may not be extendable and may be provided integrally with the hood body.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a process of excavating a tunnel 8 having a widening pit 12 with a shield excavator 1. As shown in FIG. 1, the shield excavator 1 includes an excavator body 3, an excavation cutter 5, a copy cutter 7, and the like. Furthermore, it has a face plate slide mechanism (not shown) and a mountain retaining hood 101 (FIG. 16) as necessary.
[0028]
The excavation cutter 5 is provided on the end surface of the tubular excavator body 3. The copy cutter 7 is provided as a part of the excavation cutter 5, for example, and can be extended to the side of the shield excavator 1 as necessary. The face plate slide mechanism (not shown) is a mechanism that slides the excavation cutter 5 in the circumferential direction of the excavator body 3.
[0029]
FIG. 1A shows a process of excavating the normal mine 10 of the tunnel 8. The normal mine 10 is a portion having a normal circumferential cross section in a mine excavated to construct the tunnel 8. As shown in FIG. 1A, the shield excavator 1 excavates the natural ground 9 in a state where the copy cutter 7 is stored in the excavation cutter 5, and forms the normal pit 10 of the tunnel 8. In the rear part of the excavator main body 3, the segment 11 is installed inside the normal pit 10.
[0030]
FIG. 1B shows a step of excavating the widening pit 12 of the tunnel 8. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The widening pit 12 is a portion of the mine excavated to construct the tunnel 8 and whose circumferential cross section is wider than that of the normal pit 10. As shown in FIGS. 1B and 2, the excavator An extra digging portion 17 is formed outside the main body 3.
[0031]
As shown in FIG. 1 (b), the shield excavator 1 extends the copy cutter 7 in the circumferential direction of the excavation cutter 5, excavates the normal section with the excavation cutter 5, and uses the copy cutter 7 to excavate the excavation portion. 17 is excavated to form the widening pit 12 of the tunnel 8. In addition, according to the width | variety of the excavation part 17 to excavate, the excavation part 17 is excavated using the copy cutter 7 and a face plate slide mechanism (not shown) together.
[0032]
In the rear part of the excavator body 3, an adjustment segment ring 19 having an adjustment segment 13 is installed on the inner wall of the normal pit 10 at the boundary between the normal pit 10 and the widening pit 12 as necessary. Details of the adjustment segment 13 and the adjustment segment ring 19 will be described later. In addition, the surplus digging part 17 between the inner wall of the widening pit 12 and the excavator main body 3 is filled with a filler as necessary. The filler may be one having a slow solidification in addition to a normal one.
[0033]
FIG. 1C shows a step of installing the widening segment ring 21. As shown in FIG. 1C, the natural ground 9 is further excavated from the state shown in FIG. 1B, and the widening segment ring 21 having the widening segment 15 is installed at the rear part of the excavator main body 3.
[0034]
FIG. 3 is a perspective view of the widening segment ring 21. As shown in FIG. 3, the widening segment ring 21 includes a segment 23 similar to the segment 11 installed in the normal well 10 and a widening segment 15 having a widening member 24 on the inner peripheral surface side. The widened segment 15 includes a moving portion 28 that can move in the outer peripheral direction of the widening segment ring 21 and a fixed portion 30 that does not move.
[0035]
4 and 5 are enlarged views of the vicinity of the movable portion 22. 4 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG. 5, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. A movable portion 22 is provided between the moving portion 28 and the fixed portion 30 of the widened segment 15. The movable portion 22 includes a steel pipe 46, a steel rod 47, a core circle fixing pin 20, a sealing material 32, a waterproof sheet 34, and the like.
[0036]
As shown in FIG. 4, a sealing material 32 is installed at the boundary between the fixed portion 30 and the moving portion 28 of the widened segment 15. The sealing material 32 includes a sealing material 32 a installed on the inner peripheral surface side of the widened segment 15 and a sealing material 32 b installed on the outer peripheral surface side. The sealing material 32a and the sealing material 32b are fixed to either the fixed portion 30 or the moving portion 28, respectively. A waterproof sheet 34 is installed along the outer peripheral surface of the widened segment 15. The sealing material 32 and the waterproof sheet 24 are made of a water-stopping and elastic material.
[0037]
As shown in FIG. 5, the steel pipe 46 is disposed at a boundary portion between the fixed portion 30 and the moving portion 28 of the widened segment 15 and includes a plurality of steel pipes 46a and steel pipes 46b. The steel pipe 46 a is fixed to the fixed part 30 of the widened segment 15, and the steel pipe 46 b is fixed to the moving part 28. A steel rod 47 is disposed in the steel pipe 46a and the steel pipe 46b.
[0038]
As shown in FIGS. 4 and 5, a core circle fixing pin 20 a is installed at the end of the fixing portion 30 of the widened segment 15. The core circle fixing pin 20 a passes through the steel pipe 46 a fixed to the fixing portion 30, and fixes the steel rod 47 to the end portion of the fixing portion 30 of the widened segment 15. The moving part 28 is provided with a hole 36a, and the steel pipe 46a is provided with a hole 36b.
[0039]
4 and 5, the moving portion 28 of the steel pipe 46b and the widened segment 15 is centered on the steel rod 47 fixed to the end of the fixed portion 30 of the widened segment 15, and is in the direction of arrow E shown in FIG. Can be rotated. The moving part 28 is rotated in the direction of arrow E so that the hole 36a of the moving part 28 and the hole 36b of the steel pipe 46a overlap. A core circle fixing pin 20b for fixing the steel pipe 46a and the steel rod 47 to the end of the moving portion 28 of the widened segment 15 is inserted into the hole 36 composed of the hole 36a and the hole 36b.
[0040]
Before the moving portion 28 moves, that is, in the state shown in FIG. 4, the sealing material 32 a and the waterproof sheet 34 prevent water leakage from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the widened segment 15. In a state where the moving portion 28 is moved and the moving portion 28 is fixed by the core circle fixing pin 20b, the sealing material 32b contacts the fixing portion 30, and the sealing material 32b and the waterproof sheet 34 are inward from the outer peripheral side of the widened segment 15. Prevent water leakage to the circumferential side.
[0041]
In FIG. 1C, the widening segment ring 21 is installed inside the overexcavation portion 17. At this time, the widening segment ring 21 is in the state shown in FIG. 3, and the outer diameter of the widening segment ring 21 is the same as the outer diameter of the segment ring 19 or the adjusting segment ring 19 installed in the normal well 10.
[0042]
The adjustment segment 13 of the adjustment segment ring 19 is installed adjacent to the widening segment 15 of the widening segment ring. The adjustment segment 13 is a member for smoothly connecting the segment 11 of the normal well 10 and the widened segment 15. As shown in FIG. 1C, the inner peripheral surface 16 of the adjustment segment 13 has a gradient from the inner peripheral surface 14 of the segment 11 of the normal well 10 toward the inner peripheral surface 26 of the widened segment 15.
[0043]
In the state shown in FIG. 1C, the segment rings adjacent in the axial direction of the tunnel 8 are connected by an inter-ring bolt fastening mechanism. The widening segment ring 21 is connected to an adjacent segment ring by using an inter-ring bolt fastening mechanism 18, 18a provided on the side surface. FIG. 6 is a cross-sectional view of the vicinity of the inter-ring bolt fastening mechanism 18a. FIG. 6 is an enlarged view of a portion indicated by X in FIG.
[0044]
As shown in FIG. 6, the inter-ring bolt fastening mechanism 18a includes a nut 101, a nut 103, a full screw bolt 105, a seal material 107, a sheath 111, and the like. The nut 101 is fixed inside the sheath 111b provided in the widened segment 15b, and the nut 103 is fixed inside the sheath 111a provided in the adjacent widened segment 15a.
[0045]
In order to connect the widened segment 15 a and the widened segment 15 b, the entire screw bolt 105 is screwed into the nut 101 and the nut 103 using a hexagon wrench 109 or the like. A sealing material 107 is provided at the end 113 of the entire screw bolt 105.
[0046]
FIG. 7 is a view showing a state in which the shape holding device 25 is installed in the widening segment ring 21. FIG. 7 is a cross-sectional view at the position indicated by BB in FIG. As shown in FIG. 7, a shape holding device 25 is installed inside the widening segment ring 21 installed in the widening pit 12.
[0047]
The shape holding device 25 includes, for example, a holding jig 29, a holding jig 31, a jack 27, and the like. The holding jig 31 is disposed along the lowermost segment 23 of the widening segment ring 21. Both ends of the jack 27 are connected to the holding jig 31 and the holding jig 29, respectively. The jack 27 can extend and contract in the vertical direction, and moves the holding jig 29 up and down. The holding jig 29 is pressed against the uppermost segment 23 of the widening segment ring 21 by the jack 27.
[0048]
In the state shown in FIG. 1C, a propulsion jack (not shown) of the shield excavator 1 is provided from the segment 11 in front of the widened segment 15 so that the force in the tunnel axis direction is not transmitted from the shield excavator 1 to the widened segment 15. ). Before and after that, the jack 27 is extended in the direction indicated by the arrow E as shown in FIG.
[0049]
FIG. 8 is a view showing a state in which the extrusion device 33 is installed in the widening segment ring 21. The extrusion device 33 is composed of, for example, an extrusion jig 37, a jack 35, and the like. The extrusion jig 37 is disposed along the widened segment 15 of the widening segment ring 21. One end of the jack 35 is connected to the extrusion jig 37 using a pin 41, and the other end is connected to the jack 27 using a pin 39.
[0050]
The pushing jig 37 is pressed against the inner peripheral surface 26 of the widened segment 15 by expansion and contraction of the jack 35. In addition, the extrusion apparatus 33 should just be a structure which can take a reaction force, when extending the jack 35 to the direction shown by the arrow F of FIG. The end portion of the jack 35 may not be connected to the jack 27.
[0051]
In FIG. 8, using the jack 27, the holding jig 29 is pressed against the uppermost segment 23 of the widening segment ring 21 and the shape of the segment 23 of the widening segment ring 21 is held. The pushing jig 37 is pressed against the inner peripheral surface 26 of the widened segment 15.
[0052]
FIG. 9 shows a cross-sectional view in the vicinity of the inter-ring bolt fastening mechanism 18a. Before and after installing the shape holding device 25 and the extrusion device 33 as shown in FIG. 8, the entire screw bolt 105 is removed from the nut 101 using a hexagon wrench 109 or the like as shown in FIG. It stores in the widened segment 105a, and the connection between the widened segment 15a and the widened segment 15b is released. In addition, the sheath 111a is sealed by pressing the sealing material 107 against the sheath 111a, and water leakage from the outer peripheral side of the widened segment 15a15b to the inside of the widened segment 15a can be prevented.
[0053]
After releasing the connection between the widened segment 15 and the adjacent segment, the jack 35 is extended and the moving portion 28 of the widened segment 15 is pushed out in the direction indicated by the arrow G in FIG. As described with reference to FIGS. 4 and 5, the moving portion 28 of the widened segment 15 can rotate around the steel rod 47 of the movable portion 22.
[0054]
FIG. 10 is a view showing a state in which the moving portion 28 of the widened segment 15 is extruded using the extrusion device 33. From the state shown in FIG. 8, the moving portion 28 of the widened segment 15 is extruded by the extrusion device 33 to the state shown in FIG. 10. Then, as described above, the moving portion 28 is fixed using the core circle fixing pin 20b shown in FIGS. FIG. 1 (d) shows a state in which the widened segment 15 is moved into the extra excavated portion 17 and arranged along the inner wall of the widened pit 12. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
[0055]
The shape holding device 25 and the extrusion device 33 are used to sequentially move the widening segments 15 of all the widening segment rings 21 arranged in the axial direction of the tunnel 8 to the surplus digging portion 17, as shown in FIG. To. The widening segment 15 is arranged so that the outer peripheral surface is along the inner wall of the widening pit 12, and the adjacent widening segments 15 are connected by returning the inter-ring bolt fastening mechanism 18 to the state shown in FIG. In addition, when a filler is installed in the surplus digging portion 17, the filler is sucked into the tunnel 8 in the tunnel 8 as necessary.
[0056]
The widening member 24 installed on the inner peripheral surface side of the widening segment 15 is provided with temporary portions 43 (43a, 43b) as shown in FIGS. The position of the temporary portion 43 varies depending on the installation position of the widened segment 15. In the widened segment 15b that is not adjacent to the adjustment segment 13, as shown in FIG. 1D and FIG. 10, the portion excluding the surface in contact with the segment 23 adjacent in the circumferential direction is the temporary portion 43b.
[0057]
In the widened segment 15 a adjacent to the adjustment segment 13, as shown in FIG. 1E, the portion excluding the surface in contact with the segment 23 adjacent in the circumferential direction and the surface in contact with the adjustment segment 13 is a temporary portion 43 a.
[0058]
FIG. 11 is a diagram illustrating a state after the temporary portion 43b is removed. FIG.1 (e) shows the state which removed the temporary part 43. FIG. FIG. 11 is a sectional view taken along the line DD in FIG. From the state shown in FIG. 1 (d) or FIG. 10, the temporary portion 43 and the like are removed to obtain the state shown in FIG. 1 (e) and FIG.
[0059]
As shown in FIG. 1 (e) and FIG. 11, in the widening segment ring 21a and the widening segment ring 21b, the temporary portion 43a of the widening segment 15a and the temporary portion 43b of the widening segment 15b are respectively removed, and the widening portion 45a. The widened portion 45b is formed. Further, in the adjusting segment ring 19, the vicinity of the inner peripheral surface 16 of the adjusting segment 13 is removed, and the surface position is aligned with the inner peripheral surface 14 of the segment 11 adjacent in the tunnel axis direction. Then, as shown in FIG. 1E, the lining near the widening pit 12 is completed.
[0060]
Thus, in the first embodiment, the widening segment ring 21 is assembled inside the overexcavation portion 17 of the widening pit 12 excavated using the shield excavator 1 having the copy cutter 7, and the excavator main body 3 is After passing through the widening pit 12, the widening segment 15 is moved into the extra digging portion 17. Since the outer diameter of the widening segment ring 21 is equal to the outer diameter of the segment ring that is normally installed in the pit 10 at the time of installation, it is possible to ensure the water stoppage between the tail portion of the excavator body 3 and the widening segment ring 21.
[0061]
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, the vicinity of the widening pit 12 of the tunnel 8 is covered by the same process as the first embodiment, but the widening segment 15a of the widening segment ring 21a and the widening segment of the widening segment ring 21b. Instead of 15b, the widened segment 51a and the widened segment 51b are used.
[0062]
FIG. 12 is a cross-sectional view in the tunnel axis direction with the widening segment ring 21 installed. FIG. 12 corresponds to the state shown in FIG. 1C of the first embodiment. In the second embodiment, as shown in FIG. 12, after the widening pit 12 is excavated, the widening segment ring 21 having the widening segment 51 is installed inside the overexcavation portion 17.
[0063]
The widened segment 51 includes a main body 55, a water stop frame 53, and the like. The main body 55 is provided with a widening member 54 on the inner peripheral surface side of the normal segment 11. The main body 55 is, for example, a box whose outer shape is substantially the same as that of the widened segment 15, and can be moved in the direction of the outer peripheral surface using the movable portion 22. Adjacent widening segments 51 are arranged so that widening member 54 contacts.
[0064]
The water stop frame 53 is disposed inside the widening member 54 of the main body 55. The water stop frame 53 of the adjacent widened segment 51 is fixed using the stopper 52 so as to wrap around the contact portion of the widened member 54 of the adjacent widened segment 51. The water stop frame 53 a of the widened segment 51 a arranged adjacent to the adjustment segment 13 is fixed to the adjustment segment 13 using a stopper 52. The water stop frame 53 prevents water leakage from the surplus digging portion 17 into the tunnel mine when the main body 55 moves.
[0065]
FIG. 13 is a cross-sectional view in the tunnel axis direction showing the step of moving the main body 55 of the widened segment 51. FIG. 13 corresponds to the transition state from FIG. 1C to FIG. 1D of the first embodiment. After installing the widening segment ring 21 as shown in FIG. 12, the shield excavator 1 of the shield excavator 1 is moved from the segment 11 in front of the widened segment 51 so that the force in the tunnel axis direction is not transmitted from the shield excavator 1 to the widened segment 51. Release the propulsion jack (not shown). However, if the thrust transmission member 50 is installed as shown by the broken line in FIG. 13 and the thrust is transmitted from the adjustment segment 13 to the water stop frame 53, it is not necessary to release the propulsion jack.
[0066]
Then, as shown in FIG. 13, the main body 55 a of the widened segment 51 a and the main body 55 b of the widened segment 51 b are sequentially moved into the digging portion 17. An end portion of the widening member 54 adjacent to the adjustment segment 13 of the main body 55a is fixed to the adjustment segment 13 and the water stop frame 53a using a stopper 56. Moreover, the edge part of the other widening member 54 is fixed to the widening member 54 of the adjacent widening segment 51 using the stopper 56 (FIG. 14). In addition, for the movement of the main body 55a and the main body 55b, the shape holding device 25 and the extrusion device 33 used in the first embodiment are used as necessary.
[0067]
FIG. 14 is a cross-sectional view in the tunnel axis direction in a state where the lining of the widening pit 12 is completed. After the main bodies 55 of all the widening segments 51 are arranged along the inner wall of the widening pit 12, as shown in FIG. 14, in the widening segment 51, the water stop frame 53 and the widening member 54 positioned inside the stopper 56 are provided. Remove. In the adjustment segment 13, the portion inside the stopper 56 is removed. Then, as shown in FIG. 14, the lining near the widening pit 12 is completed.
[0068]
Thus, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the widening segment ring 21 is assembled inside the overexcavation portion 17 of the widening pit 12, and the excavator body 3 is expanded to the widening pit 12. Since the main body 55 of the widening segment 51 is moved into the surplus digging portion 17 after passing through, the water stoppage between the tail portion of the excavator main body 3 and the widening segment ring 21 can be secured. Moreover, when the water stop frame 53 is provided on the inner side of the main body 55 of the widened segment 51, the water stoppage between the adjacent widened segments 55 is improved when the main body 55 is moved into the overburden portion 17.
[0069]
In addition, in 2nd Embodiment, although the cross-sectional area of the widening pit 12 was made constant, the cross-sectional area of the widening pit 12 can also be changed in steps. FIG. 15 is a cross-sectional view in the tunnel axis direction of the widening pit 12a whose cross-sectional area is not constant.
[0070]
As shown in FIG. 15, the widening segment 51 a, the main body 55 a of the widening segment 51 b, and the positions of the outer peripheral surfaces of the main body 55 b are shifted from each other, and the widening member 54 is fixed by a stopper 56, By removing a part of the widening pit 12a, the widening pit 12a whose cross-sectional area is not constant can be lined. In FIGS. 12 to 15, the water stoppage is further improved by providing a lip seal (not shown) on the contact surface between the water stop frame 53 and the widening member 43, or the contact surface between the widening member 54 and the widening member 54.
[0071]
Next, a third embodiment will be described. FIG. 16 is a perspective view of an excavator 101 used in the third embodiment and a segment installed using the excavator 101. FIG. 17 is a perspective view of the excavator 101 overhanging the mountain retaining hood 103 and the segments installed using the excavator 101. In the third embodiment, the excavator 101 is used instead of the excavator 1 of the first embodiment to excavate a tunnel having a widening pit. When the wall surface of the surplus digging portion 17 (FIG. 1) cannot be maintained only by filling with the filler, it is preferable to use the excavator 101.
[0072]
The excavator 101 includes an excavator body 3, an excavation cutter 5, a mountain hood 103, a tail widening portion 107, and the like. The excavator 101 projects the tail widening portion 107 from the outer periphery of the excavator body 3 of the excavator 1 used in the first embodiment. The tail widening portion 107 is provided near the tail portion of the excavator body 3. The mountain retaining hood 103 includes a hood main body 115, a front hood 105, and a rear hood 109 which are outer peripheral surfaces of the tail widening portion 107.
[0073]
For example, the front hood 105 is integrated with the hood main body 115 of the tail widening portion 107 and projects in the outer peripheral direction of the excavator main body 3 simultaneously with the tail widening portion 107. A rear hood 109 is extended from the tail widening portion 107. As shown in FIG. 17, the mountain retaining hood 103 supports the wall surface of the widening pit 12 (FIG. 1) by projecting the tail widening portion 105 in the outer peripheral direction of the excavator body 3. In the state shown in FIG. 16, the rear hood 109 is stored in the tail widening portion 107 so as to overlap the inside of the hood main body 115.
[0074]
As with the excavator 1 shown in FIG. 1, the excavator 101 uses the excavator 5, the copy cutter 7, a face plate slide mechanism (not shown), and the like, and the widening pit having the normal pit 10 and the extra digging portion 17. 12 is excavated in the natural ground 9.
[0075]
As shown in FIG. 16, when excavating a normal mine, the excavator 101 excavates the mountain retaining hood 103 without projecting, and installs the segment 11 in the normal mine at the tail portion. When excavating the widening pit, the adjusting segment ring 19 and the widening segment ring 21 are installed at the tail portion while excavating the mountain retaining hood 103 without overhanging. The surplus portion of the widening pit is filled with a filler.
[0076]
Then, at an appropriate time, as shown in FIG. 17, the mountain retaining hood 103 and the front hood 105 are projected along the wall surface of the widening pit (not shown), and the rear hood 109 is extended from the tail widening portion 107. At this time, the rear end 111 of the rear hood 109 is made to coincide with the rear end 113 of the widening segment ring 21 to be widened.
[0077]
In the state shown in FIG. 17, the widening segment (not shown) of the widening segment ring 21 is moved in the outer peripheral direction of the widening segment ring 21 while excavating the natural ground with the excavation cutter 5 to cover the widening pit. To do. At the end of the widening section, the rear hood 109 is stored in the tail widening portion 107 and the tail widening portion 107 is stored in the excavator body 3.
[0078]
As described above, in the third embodiment, the use of the excavator 101 having the mountain retaining hood 103 makes it easy to maintain the wall surface of the overexcavated portion. Further, by projecting the mountain retaining hood 103, the excavating direction and posture of the excavator 101 can be controlled.
[0079]
In the excavator 101 shown in FIGS. 16 and 17, the front hood 105 is integrated with the hood main body 115. However, the front hood 105 is stored in the tail widening portion 107 like the rear hood 109 so that the front hood 105 can be expanded and contracted. Also good. In some cases, the front hood 105 and the rear hood 109 are not provided.
[0080]
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 18 is a perspective view of a part of the widening segment ring 21 used in the fourth embodiment. Also in the fourth embodiment, the vicinity of the widening pit 12 of the tunnel 8 is covered by the same process as the first and second embodiments, but the widening segment 15 of the widening segment ring 21 is replaced by the widening. Segment 57 is used.
[0081]
FIG. 18 shows the state of the widened segment 57 in the step shown in FIG. The widening segment 57 has a widening member 58 on the inner peripheral surface. The widening member 58 is provided with a temporary portion 59 at an appropriate portion.
[0082]
The widening segment ring 21 in the state shown in FIG. 18 is installed inside the surplus digging portion 17 of the widening pit 12, and after the excavator body 3 passes through the widening pit 12, the tunnel shaft is transferred from the shield excavator 1 to the widening segment 57. The propulsion jack (not shown) of the shield excavator 1 is separated from the segment in front of the widening segment 57 so that no directional force is transmitted.
[0083]
Then, the plurality of widened segments 57 are each extruded in the direction indicated by the arrow H in FIG. 18 and moved into the surplus digging portion 17, and arranged along the inner wall of the widened pit 12. For the movement of the widened segment 57, a shape holding device or an extrusion device as used in the first embodiment is used as necessary.
[0084]
FIG. 19 is a perspective view of a part of the widening segment ring 21 with the temporary portion 59 removed. After the widened segment 57 is pushed into the overburden portion 17, the temporary portion 59 of the widened segment 37 is removed, and the widened portion 60 is formed in the widening segment ring 21.
[0085]
The widened segment 57 shown in FIGS. 18 and 19 is not adjacent to the adjusting segment 13. In the widened segment 57 adjacent to the adjustment segment 13, the temporary part is provided on a portion excluding the surface in contact with the adjustment segment 13 and the surface in contact with the segment 23 adjacent in the circumferential direction.
[0086]
The inter-ring bolt fastening mechanisms 18 and 18a (FIGS. 18 and 199) of the widening segment 57 have the same configuration as the inter-ring bolt fastening mechanisms 18 and 18a of the widening segment 15 of the first embodiment. In the widening segment 57, before the widening, the inter-ring bolt fastening mechanism 18a is changed from the state shown in FIG. 6 to the state shown in FIG. Moreover, after moving the widening segment 57 into the widening pit 12, the inter-ring bolt fastening mechanism 18a is returned to the state shown in FIG. 6 and reconnected to the adjacent segment.
[0087]
Also in the fourth embodiment, as in the first and second embodiments, the widening segment ring 21 is assembled inside the overexcavation portion 17 of the widening pit 12, and the excavator body 3 assembles the widening pit 12. After passing, the widened segment 57 is moved into the extra excavation portion 17, so that the water stoppage between the tail portion of the excavator body 3 and the widening segment ring 21 can be secured.
[0088]
Next, a fifth embodiment will be described. FIG. 20 is a diagram illustrating a process of returning the portion provided with the widened portion 45a and the widened portion 45b to the normal width. FIG. 20A shows the tunnel 8 in which a widened portion 45a and a widened portion 45b are provided. FIG. 20B shows the tunnel 8 in which the widened segment 15a and the widened segment 15b are moved to make the width of the inner space constant.
[0089]
For example, the tunnel 8 shown in FIG. 20A is constructed by the method described in the first embodiment. When the widened portion 45a and the widened portion 45b of the tunnel 8 are necessary at the time of construction of the tunnel 8 and are not necessary after completion, the widened portion 45a and the widened portion 45b are provided after construction as shown in FIG. The shield width of the formed portion is returned to the normal width, and the width of the inner space of the tunnel 8 is made constant. The process shown in FIG. 20 is applied, for example, when the widened portion 45a and the widened portion 45b are used for mine separation (passing) of a material conveying carriage having a small diameter long distance shield.
[0090]
In order to make the width of the inner space of the tunnel 8 constant, the outer diameters of the widening segment ring 21a and the widening segment ring 21b shown in FIG. Thus, the widened segment 15 a of the widening segment ring 21 a and the widened segment 15 b of the widening segment ring 21 b are moved in the inner circumferential direction of the tunnel 8.
[0091]
In parallel with the movement of the widened segment 15a and widened segment 15b, as shown in FIG. 20 (b), filling material or backfilling is injected into the overexcavation portion 17 (FIG. 1) outside the widened segment 15a and widened segment 15b. Material 117 is injected. Injection of the filler or backfilling injection material 117 is performed through injection holes (not shown) provided in the widened segment 15a and the widened segment 15b. The filler or backfilling infusion material 117 may be one having a slow solidification in addition to the normal one.
[0092]
The movement of the widened segment 15a and the widened segment 15b in the tunnel inner circumferential direction is performed in the reverse procedure to the movement in the tunnel outer circumferential direction (arrow G direction in FIG. 8) described in the first embodiment. In order to draw the widened segment 15a and the widened segment 15b in the inner circumferential direction of the tunnel, a jack 35, a jack 27, or the like shown in FIG. 8 is used.
[0093]
In the fifth embodiment, since the shield width of the tunnel 8 in the portion where the widening pit 12 is provided is widened only during construction, and then returned to the same level as the portion of the normal pit 10, the occupation of the basement is short, Permits regarding underground occupation to ground facility managers are basically unnecessary.
[0094]
In this way, in the first to fifth embodiments, after the excavator body 3 passes through the widening pit 12, the widened segment is moved into the overexcavation portion 17, so that the tail portion and the widening of the excavator body 3 are expanded. The water-stopping property with the segment ring 21 can be ensured. The widening segments to be used are not limited to the widening segment 15, the widening segment 51, and the widening segment 57 used in the first, second, fourth, and fifth embodiments. The widened segment may have a structure in which a widening member is provided on the inner peripheral surface side and can be moved into the extra digging portion 17 after being installed inside the extra digging portion 17.
[0095]
FIG. 21 is a perspective view of the widening segment ring 21 having another widening segment 61. The widening segment 61 includes a main body 63, a widening member 64, a widening member 65, and the like. The widening member 64 and the widening member 65 are members provided on the inner peripheral surface side of the main body 63, but the widening member 64 is a member integrated with the main body 63, and the widening member 65 is integrated with the main body 63. It is a member that is not.
[0096]
The main body 63 is connected to the segment 23 using, for example, the movable portion 22 and is movable in the direction indicated by the arrow I with the movable portion 22 as the center of rotation. The main body 63 is provided with a guide groove 67 for guiding the position of the pin 69, and an end portion of the pin 69 fixed to the widening member 65 is disposed in the guide groove 67.
[0097]
FIG. 22 is a perspective view of the widening segment ring 21 in which the widening segment 61 is moved. As shown in FIG. 22, the widening member 65 is moved between the main body 63 and the segment 23 adjacent in the circumferential direction, and the widening segment 61 is disposed inside the overexcavated portion 17 of the widening pit 12. At this time, the pin 69 fixed to the widening member 65 moves along the guide groove 67 of the main body 63.
[0098]
The widening member 64 and the widening member 65 are provided with a temporary portion 66 and a temporary portion 68 at appropriate portions, respectively. By removing the temporary portion 66 and the temporary portion 68, a widened portion is formed inside the widening segment ring 21. The inter-ring bolt fastening mechanism 18 a provided in the main body 63 is used in the same manner as the inter-ring bolt fastening mechanism 18 a provided in the widening segment 15 and the widening segment 57.
[0099]
Further, the structure of the movable portion 22 is not limited to that shown in FIG. The movable part 22 should just be a structure which can move a widening segment, ensuring the water stop of the outer peripheral side and inner peripheral side of the segment ring 21 for widening. 23 to 29 are diagrams showing the movable portion 22 having another structure.
[0100]
A movable portion 22 shown in FIG. 23 is provided at a boundary portion between the moving portion 28 and the fixed portion 30 of the widened segment 15 and includes a pin 73, rubber 71, and the like. The pin 73 hinges the end of the moving portion 28 of the widened segment 15 and the end of the fixed portion 30. The water stopping rubber 71 is provided at the boundary between the moving portion 28 and the fixed portion 30. The moving portion 28 of the widened segment 15 is rotatable around a pin 73 as indicated by an arrow J in FIG.
[0101]
The movable portion 22 shown in FIG. 24 is provided at the boundary between the moving portion 28 and the fixed portion 30 of the widened segment 15, and the main pipe 83 and branch pipe 85 that are grooves provided in the widened segment 15, the fitting 81, and the fixed pin 77, a moving pin 79, rubber 75, and the like.
[0102]
The metal fitting 81 connects the moving portion 28 and the fixed portion 30 of the widened segment 15. The main pipe 83 for arranging the metal fitting 81 is arranged inside the moving part 28 and the fixed part 30. A branch pipe 85 branched from the main pipe 83 is further arranged inside the moving portion 28. A rubber 75 is provided on the outer peripheral surface side of the contact portion between the moving portion 28 and the fixed portion 30.
[0103]
One end of the metal fitting 81 is fixed to the end of the main pipe 83 of the fixing portion 30 as a fixing pin 77. A moving pin 79 is provided at the other end of the metal fitting 81. The moving pin 79 is stored inside the main pipe 83 of the moving part 28 before the moving part 28 moves, as shown in FIG. When the moving part 28 is moved in the direction indicated by the arrow K, the rubber 75 is contracted, and the moving pin 79 is moved from the main pipe 83 in the moving part 28 and stored in the branch pipe 85.
[0104]
The movable portion 22 shown in FIG. 25 is provided at a boundary portion between the moving portion 28 and the fixed portion 30 of the widened segment 15 and includes a wire 87, a stopper 89, rubber 91, and the like. The rubber 91 is provided between the moving portion 28 and the fixed portion 30 of the widened segment 15. Inside the rubber 91, a wire 87 is disposed in the circumferential direction of the tunnel.
[0105]
Both ends of the wire 87 are provided with threads. Both ends of the wire 87 are fixed to the moving part 28 and the fixed part 30 by using a stopper 89. By deforming the wire 87 and the rubber 91, the moving portion 28 can be moved in the direction indicated by the arrow L.
[0106]
The movable portion 22 shown in FIG. 26 is provided at a boundary portion between the moving portion 28 and the fixed portion 30 of the widened segment 15, and includes a wire 93a, a wire 93b, a stopper 95, a rubber 97, and the like. The rubber 97 is provided between the moving portion 28 and the fixed portion 30 of the widened segment 15.
[0107]
The rubber 97 is fixed to the fixed portion 30 and the moving portion 28 by a wire 93a that passes through the fixed portion 30 from the outer peripheral side to the inner peripheral side and a wire 93b that passes through the moving portion 28 from the outer peripheral side to the inner peripheral side. . The wire 93a and the wire 93b are fixed to the fixed portion 30 and the moving portion 28 using a stopper 95, respectively. The moving portion 28 can be moved in the direction indicated by the arrow M by deforming the rubber 97.
[0108]
The movable portion 22 shown in FIG. 27 is provided at the boundary portion between the moving portion 28 and the fixed portion 30 of the widened segment 15 and includes a stopper 98, rubber 99, and the like. The rubber 99 is provided between the moving portion 28 and the fixed portion 30 of the widened segment 15. The end portions in the circumferential direction of the rubber 99 are fixed to the fixed portion 30 and the moving portion 28 using stoppers 98, respectively. By deforming the rubber 99, the moving part 28 can be moved in the direction indicated by the arrow N.
[0109]
The movable part 22 shown in FIG. 28 has substantially the same configuration as the movable part 22 shown in FIG. 4, but is rotated in the direction indicated by the arrow E in FIG. 4 to fix the core circle fixing pin 20 b to the steel rod 47. Thereafter, a contact plate 121 is attached to the inner peripheral surface side of the widened segment 15. The contact plate 121 is fixed to the moving portion 28 and the fixed portion 30 using bolts 123 and nuts 125.
[0110]
29 and 30 is provided at the boundary between the moving portion 28 and the fixed portion 30 of the widened segment 15, and includes a pin 127, a rotating plate 129, a waterproof sheet 131, a wedge 137, and the like. The pin 127 is disposed at the boundary between the fixed portion 30 and the moving portion 28 of the widened segment 15. The waterproof sheet 131 is installed along the outer peripheral surface of the widened segment 15. The rotating plate 129 is installed inside the waterproof sheet 131. The waterproof sheet 131 is made of a water-stopping and elastic material, and the rotating plate 129 is made of a deformable material.
[0111]
In the state shown in FIG. 29, the moving portion 28 and the fixed portion 30 are fixed using bolts 135 and nuts 133. By removing the bolt 135 and the nut 133, the moving portion 28 can be moved in the direction indicated by the arrow O with the pin 127 as the center of rotation.
[0112]
After the moving portion 28 is rotated in the direction indicated by the arrow O in FIG. 29, the wedge 137 is disposed between the moving portion 28 and the fixed portion 30 as shown in FIG. Further, the moving portion 28, the wedge 137, and the fixed portion 30 are tightened with a bolt 139 and a nut 141 via a taper washer 143. At this time, if the hole for the bolt 139 provided in the taper washer 143 is a long hole, assembly is facilitated.
[0113]
In FIGS. 4, 5, and 21 to 27, the widened segment 15 (the widened segment 55, the widened segment 61) is divided into a moving part 28 and a fixed part 30, and a movable part is provided at the boundary between the moving part 28 and the fixed part 30. However, the installation position of the movable portion 22 is not limited to this. The widened segment 15 (the widened segment 55 and the widened segment 61) may not be divided into the moving portion 28 and the fixed portion 30, and the movable portion 22 may be provided at the boundary between the widened segment and other segments adjacent in the circumferential direction. . In this case, the entire widened segment moves in the circumferential direction of the segment ring using the movable portion 22.
[0114]
Furthermore, the configuration of the shape holding device and the extrusion device may not be as shown in FIGS. The shape holding device may be any structure that can hold the shape of the other segment 23 during the movement of the widened segment. Moreover, the extrusion apparatus should just be a structure which can extrude a widening segment to the outer peripheral direction of the segment ring 21 for widening. As a form of movement of the widened segment, rotational movement such as the widened segment 15 and widened segment 61, parallel movement such as the widened segment 57, and the like are conceivable. The extrusion apparatus has a structure corresponding to the movement form of the widening segment used.
[0115]
The widened segments such as the widened segment 15 and the widened segment 51 are preferably made of steel, but may be formed of other materials. Moreover, in FIG. 1, although the overexcavation part 17 was provided in the one side surface of the tunnel 8, and the widening part was formed, the position which performs overexcavation is not restricted to this. For example, the widened portion may be formed by excavating an excessively dug portion on both side surfaces.
[0116]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the segment can be widened without worrying about the water stoppage between the tail portion of the shield machine and the segment by widening the segment alone after passing through the shield machine. Tunnel widening method, segment and shield machine can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a process of excavating a tunnel 8 having a widening pit 12 with a shield excavator 1;
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a widening segment ring 21. FIG.
FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the movable part 22
FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the movable part 22
FIG. 6 is a cross-sectional view of the vicinity of an inter-ring bolt fastening mechanism 18a.
7 is a view showing a state in which the shape holding device 5 is installed in the widening segment ring 21. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a state in which an extrusion device 33 is installed in the widening segment ring 21;
FIG. 9 is a cross-sectional view of the vicinity of an inter-ring bolt fastening mechanism 18a.
FIG. 10 is a view showing a state in which the moving portion 28 of the widened segment 15 is extruded using the extrusion device 33.
FIG. 11 is a view showing a state after the temporary portion 43b is removed.
FIG. 12 is a cross-sectional view in the tunnel axis direction with a widening segment ring 21 installed
13 is a cross-sectional view in the tunnel axis direction showing a step of moving the main body 55 of the widened segment 51. FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view in the tunnel axis direction with the lining of the widening pit 12 completed.
FIG. 15 is a cross-sectional view in the tunnel axis direction of a widening pit 12a whose cross-sectional area is not constant
FIG. 16 is a perspective view of an excavator 101 used in the third embodiment and a segment installed using the excavator 101.
FIG. 17 is a perspective view of an excavator 101 projecting a mountain retaining hood 103 and a segment installed using the excavator 101.
18 is a perspective view of a part of a widening segment ring 21 used in the fourth embodiment. FIG.
FIG. 19 is a perspective view of a part of the widening segment ring 21 from which the temporary portion 59 has been removed.
FIG. 20 is a diagram showing a step of returning the portion provided with the widened portion 45a and the widened portion 45b to the normal width.
21 is a perspective view of a widening segment ring 21 having another widening segment 61. FIG.
FIG. 22 is a perspective view of the widening segment ring 21 with the widening segment 61 moved.
FIG. 23 is a diagram showing a movable portion 22 having another structure.
FIG. 24 is a diagram showing a movable part 22 having another structure.
FIG. 25 is a diagram showing a movable portion 22 having another structure.
FIG. 26 is a diagram showing a movable portion 22 having another structure.
FIG. 27 is a diagram showing a movable portion 22 having another structure.
FIG. 28 is a diagram showing a movable portion 22 having another structure.
FIG. 29 is a diagram showing a movable portion 22 having another structure.
FIG. 30 is a diagram showing a movable portion 22 having another structure.
[Explanation of symbols]
1, 101 ……… Shield excavator
3 ......... Excavator body
7 ... Copy cutter
10 ......... Normal mine
11, 23 ... Segment
12 ......... Wide pit
13 ... Adjustment segment
15, 15a, 15b, 51, 51a, 51b, 57, 61 ......... Widening segment
17 ……… Excavation
20, 20a, 20b ......... Core circle fixing pin
21, 21 a, 21 b ............ widening segment ring
24, 54, 58, 65 ......... Widening member
25 .... Shape retention device
26 ... Inner perimeter
32, 107 ... …… Seal material
33 ... Extruder
34, 131 ……… Waterproof sheet
43, 43a, 43b, 59, 66, 68 ......... Temporary part
45a, 45b, 60 ......... widening part
46, 46a, 46b ……… Steel pipe
47 ……… Steel Bar
53, 53a, 53b ......... Water stop frame
71, 75, 91, 97, 99 ... …… Rubber
73, 127 ......... pin
81 ......... Metal
83 ……… Supervising
85 ……… branch
87, 93a, 93b ......... Wire
103 ... …… Yamazushi Food
105 ……… Front hood
109 ……… Rear food
115 ......... Hood body

Claims

A step (a) of excavating a mine having an overexcavation portion with an excavator;
A step (b) of installing a widening segment ring inside the overexcavated portion;
A step (c) of moving a segment constituting the widening segment ring into the extra-digging portion after passing through the excavator;
Comprising
The segment includes a moving portion that can move in the outer peripheral direction of the segment ring and a fixed portion that does not move. The moving portion is provided with an expansion member on the inner peripheral surface side, and the moving portion includes the moving portion and the moving portion. It is rotated around a movable part provided between the fixed part and a sealing material is provided on each of the inner peripheral surface side and the outer peripheral surface side of the boundary part between the moving part and the fixed part. A tunnel widening method that is characteristic.

A step (a) of excavating a mine having an overexcavation portion with an excavator;
A step (b) of installing a widening segment ring inside the overexcavated portion;
A step (c) of moving a segment constituting the widening segment ring into the extra-digging portion after passing through the excavator;
Comprising
The segment includes a moving part movable in the outer peripheral direction of the segment ring and a fixed part that does not move. The moving part is provided with an expansion member on the inner peripheral surface side, and a water stop frame is provided inside the expansion member. The tunnel widening method , wherein the water blocking frame of the adjacent widened segment is fixed so as to wrap around the contact portion of the widening member of the adjacent widened segment .

The excavator is provided with a mountain hood that can be extended in the outer circumferential direction of the excavator body, the mountain hood includes a hood body that is an outer peripheral surface of a tail widening portion, a front hood that is integral with the hood body, A rear hood extending from the tail widening portion, and extending the hood main body and the front hood along the wall surface of the widening pit, with the rear hood at the rear end of the rear hood and the end of the widening segment ring to be widened The tunnel widening method according to claim 1, wherein the tunnel is extended so as to coincide with the tail .

A step (a) of excavating a mine having an overexcavation portion with an excavator;
A step (b) of installing a widening segment ring inside the overexcavated portion;
A step (c) of moving a segment constituting the widening segment ring into the extra-digging portion after passing through the excavator;
In the step (c), the segment moved into the extra digging portion is moved in the inner circumferential direction of the tunnel, and a filler or a backfill injection material is injected into the extra digging portion outside the segment,
Step (d) of returning the shield width to the normal width;
Comprising
The segment includes a moving portion that can move in the outer peripheral direction of the segment ring and a fixed portion that does not move. The moving portion is provided with an expansion member on the inner peripheral surface side, and the moving portion includes the moving portion and the moving portion. It is rotated around a movable part provided between the fixed part and a sealing material is provided on each of the inner peripheral surface side and the outer peripheral surface side of the boundary part between the moving part and the fixed part. A tunnel widening method that is characteristic.