Microsoft Word - 泥土圧式ミニ工法説明書 doc

泥 土 圧 式 ミ ニ シ ー ル ド 工 法

工

法

説

明

書

2017年 4月

【 はじ めに】 ミ ニ シ ー ル ド 工 法 は 英 国 よ り 導 入 し た 技 術 を 、 そ の 独 創 的 な 考 え 方 を 活 か し な が ら 、 我 が 国 の 実 状 に 合 う 様 に 改 良 し た 三 等 分 割 の ミ ニ シ ー ル ド 工 法 用 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト セ グ メ ン ト を 使 用 す る 小 口 径 シ ー ル ド 工 法 で あ る 。 セ グ メ ン ト は 平 成 ４ 年 に 日 本 下 水 道 協 会 規 格「下 水道 ミニシ ール ド工法 用鉄 筋コン クリ ートセ グメ ント（ JSWAS A-7）」と して認 定 (平 成 17年 4月 1日 改 正 )さ れ て い る 。 こ の 資 料 で は 、 現 在 ほ と ん ど の 施 工 実 績 と な っ て い る 、 密 閉 型 泥 土 圧 式 ミ ニ シ ー ル ド 工 法 の 概 要 、 特 長 、 基 本 事 項 、 日 進 量 及 び 設 備 等 に つ いて説 明す る。 【 仕 様】 対 象 口 径 ： 仕上り内径 １ ,０ ００㎜ ～ ２ ,００ ０㎜ 施 工 延 長 ： 理 論 的 に 制 限 は な い が 標 準 施 工 延 長 を １ ５ ０ ０ ｍ ま で と し 、 １ ５ ０ ０ ｍ 以 上の施 工延 長につ いて は、日 進量 その他 設備 を別途 検討 する。 曲 線 施 工 ： Ｒ≧１０ｍ に対 応 縦曲線施工 ： Ｒ Ｃ セ グ メ ン ト を 使 用 す る 場 合 の 曲 率 半 径 は ４００ｍ以上と し 、 そ れ 未 満の場 合は 別途検 討を 行う。 セグメン ト： ミ ニシ ールド 工法 用鉄筋 コン クリー トセ グメン ト（Ｒ≧６０ｍ ） 鋼 製セグ メン ト（Ｒ ＜６ ０ｍ） 二 次 覆 工 ： ミニ シール ド工 法用鉄 筋コ ンクリ ート セグメ ント 部は無 し。 鋼 製セグ メン ト部は 内面 をポリ マー モルタ ルで 仕上げ る。 【 概 要】 ま ず 、 シ ー ル ド 機 の フ ー ド 部 （ 切 羽 面 ） と ガ ー タ ー 部 の 間 に 隔 壁 を 設 け て 前 部 を 削 土 室 と し 、 カ ッ タ ー を 回 転 さ せ て 切 削 し た 土 砂 に カ ッ タ ー ヘ ッ ド 前 方 よ り で 添 加 材 を 加 え る 。 切 削 土 砂 と 添 加 材 を 混 合 撹 拌 し て 塑 性 流 動 化 さ せ 、 削 土 室 に 充 満 し た 不 透 水 性 を 有 す る 泥 土 の 土 圧 に よ り 切 羽 土 圧 及 び 地 下 水 圧 に 対 抗 し て 切 羽 の 安 定 を 図 る 。 こ の 状 態 を 維 持 し 、 シ ー ル ド 機 の 推 進 と 排 土 の バ ラ ン ス を と り 掘 進 す る 。 掘 削 さ れ た 土 砂 は 密 閉 土 砂 スキッ プに 取込み 、坑 外に搬 出し 処分す る。 次 に 、 セ グ メ ン ト を 搬 入 し て 組 み 立 て る 。 組 み 立 て た セ グ メ ン ト に シ ー ル ド ジ ャ ッ キ を 押 し あ て 、 シ ー ル ド 機 ス キ ン プ レ ー ト 、 裏 込 シ ー ル 、 セ グ メ ン ト と 既 設 裏 込 層 の 隙 間 （ テール クリ アラン ス） に裏込 材を 充填す る。 充 填 完 了 後 、 直 ち に 掘 削 作 業 に 入 る 。 掘 進 中 は 、 充 填 し た 裏 込 材 を ス キ ン プ レ ー ト 厚 の 空 隙 に 逐 次 充 填 さ せ る 押 し 出 し 機 構 に よ り 、 地 山 を み だ さ ず に 短 時 間 で 密 実 で 品 質 の よ い裏込 層を 形成す る。 これに より 地盤沈 下を 防止す るこ とがで きる （P.9参照） 。 シ ー ル ド 貫 通 後 、 セ グ メ ン ト の 目 地 、 注 入 孔 及 び 緊 結 孔 に エ ポ キ シ 樹 脂 系 コ ー キ ン グ 材 及びモ ルタ ルをコ ーキ ングし てト ンネル は完 成する 。

【 特 長】 1)短 工期・ 低コ ストで ある ミ ニシー ルド 工法用 鉄筋 コンク リー トセグ メン ト（ 以下、「Ｒ Ｃセグ メント 」と いう。） は 二次覆 工を 必要と しな いので 、工 期短縮 とコ スト低 減が 計れる 。 2)広 範囲の 土質 への対 応性 がある 軟 弱土、粘性 土、シルト、砂質土、砂 礫層、玉 石混り 土、岩 盤及びこ れらの 互層 など広 範 囲な土 質地 盤に対 して 、適 切なシ ールド 機の 面板形 状や 添加材 の種 類、濃度及び量を選 定 するこ とに より対 応可 能であ る。 3)急 曲線施 工が 可能で ある 曲 線半径 10ｍ の急曲 線に 対応で きる ｡ 4)長 距離施 工が 可能で ある １ スパン 延長 1,000ｍ以上 の長距 離施 工に対 応で きる ｡ 5)カ ッター ビッ トの交 換が シール ド機 内から 可能 である 岩盤や砂礫土層での掘削で発生するカッタービットの交換がシールド機内から行えるため、 ビット交換用立坑を必要としない。 6)確 実な裏 込 シ ー ル ド 機 テ ー ル 内 で 裏 込 材 を 充 填 し 、 裏 込 ジ ャ ッ キ で 押 し 出 し 保 持 す る こ と に よ り 、 耐 水性に 富ん だ確実 かつ 密実な 裏込 層が形 成さ れる。 7)地 盤改良 区間 が少な い 通 常は、 発進 部と到 達部 を除け ば地 盤改良 を必 要とし ない 。 8)地 表面沈 下を 最小限 に抑 えられ る 切 羽の安 定を 図り 、確実 な裏込 層の 形成が 可能 である こと から 、地表 面沈下 を最小限に 抑 えられ る。 9)汚 水管路 にお ける腐 食対 策に対 応 工場でのセグメント製造時にコンクリート用抗菌剤であるゼオマイティを添加することで、 ミニシールド工法用抗菌セグメント（日本下水道協会Ⅱ類認定資機材）を提供できます。抗菌 コンクリートは、腐食環境条件Ⅲ種（平均硫化水素ガス濃度10ppm未満）の管路施設に対する、 主な腐食対策の一つに挙げられています。（参考：下水道管路施設ストックマネジメントの手 引き，2016，日本下水道協会）

【 基本 事項】 1)仕上り 内径 とシー ルド 機 表 １ Ｒ ≧２ ０ｍ用 ・普 通土対 応仕 様［参 考］ 項 目 単位 仕 上 り 内 径 （㎜ ） 1,000 1,100 1,200 1,350 1,500 1,650 1,800 2,000 ｼ ｰ ﾙ ﾄ ﾞ 機 外 径 ㎜ 1,334 1,454 1,554 1,744 1,950 2,140 2,310 2,610 ｽ ｷ ﾝ ﾌ ﾟ ﾚ ｰ ﾄ 厚 ㎜ 22 25 ﾃ ｰ ﾙ ｸ ﾘ ｱ ﾗ ﾝ ｽ ㎜ 75 80 95 105 140 ｼ ｰ ﾙ ﾄ ﾞ ｼ ﾞ ｬ ｯ ｷ kN×本 400×4 450×4 500×4 600×4 800×4 1000×4 1200×4 1500×4 中 折 れ ジ ャ ッ キ kN×本 300×12 400×12 400×12 500×12 600×12 800×12 1000× 12 1200× 12 推 進 ジ ャ ッ キ kN×本 400×4 450×4 500×4 600×4 800×4 1000×4 1200×4 1500×4 ｽｸﾘｭ-ｺﾝﾍﾞｱ径 ㎜ 300 375 450 ｼ ｰ ﾙ ﾄ ﾞ 機 長 ㎜ 8,800 9,000 8,900 9,700 10,100 10,200 10,000 10,000 総 質 量 ｔ 19.0 23.0 25.0 36.0 47.0 52.0 63.0 80.0 最 大 ﾌ ﾞ ﾛ ｯ ｸ 長 （立坑投入時） ㎜ 3,800 3,800 4,000 3,800 4,300 4,500 4,400 4,500 最 大 ﾌ ﾞ ﾛ ｯ ｸ 質 量 （立坑投入時） ｔ 9.0 11.0 12.0 17.0 20.0 22.0 29.0 34.0 最 大 ﾌ ﾞ ﾛ ｯ ｸ 長 （到達引上げ時） ㎜ 2,800 2,800 2,900 3,000 3,600 3,600 3,600 3,600 最 大 ﾌ ﾞ ﾛ ｯ ｸ 質 量 （到達引上げ時） ｔ 8.0 9.0 10.0 13.0 16.0 19.0 22.0 23.0 注１．普通土対応の標準仕様とするが，変更する場合もある。 ２．砂礫土，硬質土及び岩盤対応については，別途仕様変更となる。

表２ Ｒ＜２０ｍ用・普通土対応仕様［参考］ 項 目 単位 仕 上 り 内 径 （㎜ ） 1,000 1,100 1,200 1,350 1,500 1,650 1,800 2,000 ｼ ｰ ﾙ ﾄ ﾞ 機 外 径 ㎜ 1,374 1,494 1,594 1,774 1,980 2,180 2,350 2,620 ｽ ｷ ﾝ ﾌ ﾟ ﾚ ｰ ﾄ 厚 ㎜ 22 25 ﾃ ｰ ﾙ ｸ ﾘ ｱ ﾗ ﾝ ｽ ㎜ 95 110 125 125 145 ｼ ｰ ﾙ ﾄ ﾞ ｼ ﾞ ｬ ｯ ｷ kN×本 400×4 450×4 500×4 600×4 800×4 1000×4 1200×4 1500×4 中 折 れ ジ ャ ッ キ kN×本 300×12 400×12 400×12 500×12 600×12 800×12 1000× 12 1200× 12 推 進 ジ ャ ッ キ kN×本 400×4 450×4 500×4 600×4 800×4 1000×4 1200×4 1500×4 ｽｸﾘｭ-ｺﾝﾍﾞｱ径 ㎜ 300 375 450 ｼ ｰ ﾙ ﾄ ﾞ 機 長 ㎜ 8,600 8,900 8,800 9,300 9,700 10,200 10,000 10,000 総 質 量 ｔ 20.0 24.0 25.0 36.0 47.0 52.0 63.0 80.0 最 大 ﾌ ﾞ ﾛ ｯ ｸ 長 （立坑投入時） ㎜ 3,700 3,700 3,800 3,700 4,400 4,500 4,400 4,500 最 大 ﾌﾞﾛｯｸ質 量 （立坑投入時） ｔ 10.0 11.0 11.0 17.0 20.0 22.0 29.0 34.0 最 大 ﾌ ﾞ ﾛ ｯ ｸ 長 （到達引上げ時） mm 2,800 2,900 3,000 3,000 3,600 3,700 3,600 3,600 最 大 ﾌﾞﾛｯｸ質 量 （到達引上げ時） t 8.0 9.0 10.0 13.0 16.0 19.0 22.0 23.0 注１．普通土対応の標準仕様とするが，変更する場合もある。 ２．砂礫土，硬質土及び岩盤対応については，別途仕様変更となる。

2)セグメ ント 組立 シ ー ル ド 機 の 本 体 内 で の セ グ メ ン ト の 組 立 は セ グ メ ン ト 運 搬 車 に 装 備 さ れ た エ レ クター を用 いて行 う。 組 立 手 順 は 、 ま ず セ グ メ ン ト の 最 初 の ピ ー ス を イ ン バ ー ト セ グ メ ン ト と し て シ ー ル ド 機 の 内 側 に お い た 台 木 に 据 え 付 け る （ 組 立 ①）。 次 に ２ ピ ー ス 目 の セ グ メ ン ト の 継 手 の 一 方 を イ ン バ ー ト セ グ メ ン ト に 突 き 合 わ せ て か ら 反 対 側 を お こ し シ ー ル ド 機 内 側 に 立 て か け、保持金 具を取 り付 ける（組立 ②）｡ 最 後 に ３ ピー ス 目 の セグ メ ン ト を拝 み 合 わ せる よ う に 閉合 さ せ る （組 立 ③ ） ｡また 組 立 直 後 のセグ メン トリン グは 不安定 なた め、セ グメン ト継手 間を 緊結金 具で 仮留め をし（組立④）、 そ の後シ ール ドジャ ッキ を伸ば して 推進し 既設 のセグ メン トに密 着さ せる。 ト ンネル 軸方 向の目 地は 、通し 目地 とせず に10～ 15㎝程度ず らした 千鳥 組とす る。 図 ２ エ レク ター付 きセ グメン ト運 搬車及 びセ グメン ト組 立 上 部 注 入 孔 側 部 注 入 孔 側 部 注 入 孔 底 部 注 入 孔 1 2 0 ° 1 2 0 ° 1 20 ° エレクター 台木 セグメント 緊結金具 組 立 ① 組 立 ③ 組 立 ② 組 立 ④ 保持 シールド本体 セグメント エレクター 拝み合わせる 図 1 セグメント断面図

3)添加材 添 加 材 と は 、 土 に 塑 性 流 動 性 と 不 透 水 性 を 与 え る も の で 、 水 、 粘 土 増 粘 剤 、 高 分 子 系 増 粘 剤 等 か ら な っ て い る 。 添 加 材 の 働 き は 、 掘 削 土 砂 に 添 加 材 の 中 の 微 細 粒 子 を 追 加 す る ことに より 、不透 水性 と塑性 流動 性をも たせ ること であ る。 一 般 に 砂 ・ 砂 礫 な ど は 、 マ ト リ ッ ク ス 分 が 不 足 し て い る た め 、 微 細 粒 子 で 構 成 さ れ て い る 添加材を 注入し 、掘 削土砂 と撹 拌混合 する ことに より 、土 砂の粒 度分布 を変 化させ 不 透水性 の泥 土とす る。 ま た 、 内 部 摩 擦 角 の 大 き い 土 質 に は 、 添 加 材 を 注 入 す る こ と に よ り 粘 性 を 有 し た 微 細 粒 子 が土粒子 同士の 直接 接触状 態を 軽減し 、内 部摩擦 角を 小さく する ことに よっ て、塑 性 流動性 を有 する泥 土に 変換す るも のであ る。 添 加材の 濃度 、使用 量は 土質、 施工 条件等 を検 討して 定め る。 図 ３ 添 加材 注入模 式図 土粒子 吸着水 自由水 水 粘土分 (添加材注入模式図) 地山 土粒子 水 砂･礫･粘土 吸着水 自由水 粘土分 (２０％以下) 自由水 添加材 土粒子 水 自由水 土粒子 掘削･混練 掘削土砂 粘土分 (２０％以上)

4)掘削土 砂搬 出 掘削された土砂は以下の経路により坑外に搬出される。 スクリューコンベア → スクリューフィーダー → 密閉型土砂スキップ → 土砂ピット 気流式土砂積込装置 (ACC ユニット) 吸引管 図 ４ 施 工概 要図

5)裏込注 入 ①裏込材の配 合は次 の通 りとす る。 表３ 可 塑性裏 込材 標準配 合表 （非エ ア系 ） １ｍ3_当り 水 圧 (MPa) Ａ 液 Ｂ 液 １時間後強度 (N/mm2₎ 硬化材 (kg) 助材 (kg) 安定剤 (kg) 水 (kg) 特殊水ガラス (L) 0.00 以上 0.08 未満 250 50 3.0 809 90 0.10 0.08 以上 0.12 未満 275 50 4.0 800 90 0.15 0.12 以上 0.15 未満 300 50 4.5 791 90 0.20 0.15 以上 0.20 未満 320 50 5.5 777 95 0.25 表 ４ 可塑性 裏込 材標準 配合 表（エ ア系 ） １ｍ3_{当 り} 水 圧 (MPa) Ａ 液 Ｂ 液 １時間後強 度(N/mm2₎ 硬化材 (kg) 助材 (kg) 起泡剤 (kg) 安定剤 (kg) 水 (kg) 空気量 (L) 特殊水ガラ ス(L) 0.00 以上 0.08 未満 300 80 0.5 3.0 710 100.0 61 0.10 0.08 以上 0.12 未満 701 70 0.15 0.12 以上 0.15 未満 693 78 0.20 0.15 以上 0.20 未満 350 3.5 665 90 0.25 注 １．地下水圧が 0.20MPa 以上の場合は別途考慮する。 ②裏込注入設備イメージ 図 ５ 裏 込注 入設備 イメ ージ図 助 材 硬 化 材 起泡剤 安定剤 計量器 水計量器 調泥層 モルタルミ キサ アジテータホッ パ グラウト ポンプ 特殊水ガラス 凝結調整ユニッ ト ミ キシングノ ズル 注入孔へ 計量器 計量器 計量器 Ｐ 裏込め注入プラント

シ ー ル ド ジャ ッ キ 裏 込 め ジャ ッ キ 注 入孔 セグ メ ン ト 既 設 裏 込め 層 ス ラ イ ド シ ー ル シ ー ルド 機 テ ール プ レ ート シールドジャッキを戻しセグメントを組み立てる。

②

ス ラ イ ド シ ー ル の 引 き 戻 し

シールドジャッキを伸ばし組み立てたセグメントを保持し、スライドシールを 引 き 戻 す 。

③

裏 込 め 材 注 入

シールド機テールプレート、スライドシール、既設裏込め層およびセグメントに囲まれた 空洞に、裏込め材をセグメントの注入孔から注入する。 裏 込 め 材 （ 立 坑 よ り 圧 送 ）

④

シ ー ル ド 機 の 前 進

シールドジャッキを伸ばし、シールド機を前進させる。 同時に裏込めジャッキを伸ばし、注入した裏込め材をシールド機テール外へ押し出す。 １リング分の掘進終了後も裏込め材を保持する。

①

セ グ メ ン ト 組 立

⑤

裏 込 め 材 の 保 持

裏 込 注 入 機 構 図 ６ 裏 込注 入フロ ー図

【 日進 量（一 次覆 工）】 図７ 作 業サ イクル 一 次 覆 工 は 上 記 サ イ ク ル に て 進 め ら れ 、 工 事 は 通 常 ２ 交 替 制 で 行 わ れ る 。 直 線 区 間 ・ 初 期・到 達掘 進区間 の日 進量は 次に よる。 表 ５ 日 進 量 （ ｍ／日 ） 仕 上り内 径 (mm) 直 線区間 初 期掘進 区間 到 達掘進 区間 1,000 7.0 (5.6) 3.5 (2.8) 3.5 (2.8) 1,100 7.0 (5.6) 3.5 (2.8) 3.5 (2.8) 1,200 7.0 (5.6) 3.5 (2.8) 3.5 (2.8) 1,350 7.0 (5.6) 3.5 (2.8) 3.5 (2.8) 1,500 7.5 (5.9) 3.8 (3.0) 3.8 (3.0) 1,650 7.5 (5.9) 3.8 (3.0) 3.8 (3.0) 1,800 7.5 (5.9) 3.8 (3.0) 3.8 (3.0) 2,000 7.5 (5.9) 3.8 (3.0) 3.8 (3.0) 注 本表の日進量は、砂・粘性土層区間及び、掘削断面に出現する推定最大礫の長 径が、スクリューコンベア径の2/3以下の砂礫土層区間に適用する。 なお、（ ）内の日進量は、掘削断面に出現する推定最大礫の長径が、スクリュ ーコンベア径の2/3～4/3で、含有率が5％以下の砂礫土層区間に適用するものとし、 これ以上の礫が出現する場合には、別途検討する。 曲線区 間の日 進量 は次式 によ る。 Ｌ c＝Ｌ s×ａ Ｌ c： 曲線区 間の 日進量 （ｍ ／日） Ｌ s： 直線区 間の 日進量 （ｍ ／日） ａ： 係 数 表 ６ 曲 線区 間の係 数 曲 率半径 30以上 60以上 100以 上 150以 上 200以 上 （ ｍ） 30未満 60未満 100未 満 150未 満 200未 満 係 数（ａ ） 0.30 0.50 0.80 0.90 0.95 1.00 掘 進 裏 込 め 押 出 し セグメント組立 裏 込 め 注 入

【 立 坑】 立 坑サイ ズは 立地条 件に よって 異な るが、 以下 の条件 を考 慮して 決定 する。 ｲ)シー ルド機を 据付け て発 進でき るス ペース ﾛ)材料 、土砂運 搬用作 業車 の待機 スペ ース ﾊ)開口 部位置、 寸法の 関係 (開 口部幅は 、トン ネル 内径＋ 1.0ｍ を最小 寸法 とする 。) ﾆ)立坑周 辺の 環境保 全（ 工事公 害の 防止） 等 ﾎ)仮設階 段等 作業者 の昇 降設備 図 ８ 発 進立 坑標準 図 表７ 立 坑 標 準 寸 法 仕 上り内 径 （ ㎜） 発 進 立 坑 Ａ 型 長さ×幅（ｍ） Ｂ 型 長さ×幅（ｍ） ａ （ ｍ） 1,000 11.3 × 3.2 (11.6 × 3.2) 8.6 × 5.1 1.600 1,100 11.0 × 3.3 (11.3 × 3.3) 8.3 × 5.4 1.650 1,200 10.2 × 3.6 (10.4× 3.6) 7.4 × 5.8 1.800 1,350 10.4 × 4.1 7.4 × 6.4 2.030 1,500 12.2 × 4.5 8.4 × 7.0 2.250 1,650 12.2 × 5.0 8.4 × 7.6 2.480 1,800 12.2 × 5.4 8.4 × 8.2 2.700 2,000 12.2 × 6.0 8.4 × 9.0 3.000 注 立 坑 寸 法 は 、 内 寸 法 で あ る 。 （ ） 内 は 急 曲 線 （ Ｒ ＜ 60ｍ ） を 含 む 場 合 ａ :土 留 壁 内 面 よ り 管 路 中 心 線 ま で の 距 離 ト ラ バーサー Ａ 型 Ｂ 型 待機線 _{ａ ａ} 幅： Ｗ 長さ ： Ｌ 待機線 待機線 待機線 待機線 待機線 ト ラ バーサー 待機線 待機線 待機線 待機線 ト ラ バーサー ト ラ バーサー 幅： Ｗ 長さ ： Ｌ

矩形 円形 図 ９ 到 達立 坑標準 図 表８ 立坑 標準寸 法 仕 上り内 径 （ ㎜） 到 達立坑 矩形 長さ×幅（ｍ） 円形 （ｍ） 坑口有り 簡易坑口有り _{又は坑口無し} 1,000 4.6 × 3.2 4.1 3.7 1,100 4.6 × 3.3 （4.7 × 3.3） 4.1 （4.2） 3.7 （3.8） 1,200 4.7 × 3.4 （4.8 × 3.4） 4.3 （4.4） 3.8 （3.9） 1,350 4.8 × 3.6 4.4 4.0 1,500 5.4 × 3.8 5.2 4.6 1,650 5.4 × 4.0 （5.5 × 4.0） 5.2 （5.4） 4.7 （4.8） 1,800 5.6 × 4.4 5.3 4.8 2,000 5.6 × 4.7 5.5 4.9 （5.0） 注 立 坑 寸 法 は 、 内 寸 法 で あ る 。 到 達 坑 口 工 の 区 別 は 、 土 質 及 び 地 下 水 圧 に よ り 決 定 す る 。 簡 易 型 坑 口 の 使 用 は 地 下 水 圧 0.05MPa未 満 を 目 安 と し 、土 質 条 件 と 併 せ て 考 慮 す る 。 （ ） 内 は 急 曲 線 （ Ｒ ＜ 20ｍ ） を 含 む 場 合 ｂ ａ ｆ ｂ ａ Ｌ Ｄ ｊ ｉ ｊ ｉ Ｂ シ ー ル ド 機 シ ー ル ド 機 立 坑 寸 法 約30 0 約 30 0 到 達 坑 口

資 材 の 搬 入 、 土 砂 の 搬 出 等 は 付 属 台 車 に て 行 う 。 ミ ニ シ ー ル ド 工 法 で は 、 付 属 台 車 の 待 機 が 発 進 立 坑 内 で 行 わ れ る た め 、 立 坑 内 で の 入 れ 替 え 作 業 が 必 要 で あ る 。 付 属 台 車 の 入 れ替え は、 電動ト ラバ ーサー （２ 基）を 用い て行わ れる 。 Ａ 型 立 坑 Ｂ 型 立 坑 図１０ 施工時付属台車配置図（発進立坑） 昇 降 階 段 セ グ メ ン ト運 搬 車 機 関 車 土 砂 ス キ ッ プ ① 土 砂 ス キ ッ プ ② ト ラ バ ー サ ー ト ラ バ ー サ ー 土砂スキップ① 土砂スキップ② セグメ ント 運搬 車 ト ラ バ ー サ ー ト ラ バ ー サ ー 昇降階段 機関車

【 シー ルド機 据付 ・発進 工】 シ ールド 機の 据付 ･発進方 法は、 分割 発進方 式を 標準と して いる。 シ ー ル ド 機 は ３ 分 割 に て 立 坑 下 に 降 ろ し 、 シ ー ル ド 機 前 部 を 発 進 架 台 に 設 置 す る 。 次 に 、 シ ー ル ド 機 前 ・ 後 部 （ 中 間 部 及 び 後 部 ） を 仮 配 管 、 仮 配 線 に て 接 続 し 稼 働 可 能 状 態 に する。 シ ー ル ド 機 前 部 の 発 進 は 、 前 部 及 び 中 間 部 に 推 進 装 置 が 配 置 さ れ て い な い の で 、 油 圧 ジ ャ ッ キ に て 行 う 。 シ ー ル ド 機 前 部 及 び 中 間 部 の 発 進 完 了 後 、 シ ー ル ド 機 後 部 と の 接 続 を 行い、 シー ルド機 後部 の仮発 進を 行う。 図１１ シールド機前部仮発進状況 図１２ シールド機後部仮発進状況 制 御 盤 制 御 盤 制 御 盤 制 御 盤 油 圧 装 置 シ ー ル ド 機 前 部 シ ー ル ド 機 後 部 制 御 盤 制 御 盤 制 御 盤 制 御 盤 シ ー ル ド 機 前 部 シ ー ル ド 機 後 部

【発進基地】

図１３ 泥土圧式ミニシールド工法発進基地参考図

発 進 基 地 面 積 は 500㎡ 程 度 を 目 安 と し ， 環 境 条 件 や 仕 上 り 内 径 に よ っ て 施 工 性 を 踏 ま え 検 討 する。 また ，設備 を階 層式に する ことで 必要 面積を 少な くする こと が可能 であ る。

【補助工法】 １． 発進・到達の最小改良範囲 (1)鏡部 発進・到達部の切羽が自立しない場合の薬液注入工法での最小改良範囲を示す。 Ｌ Ｈ 2 Ｈ 1 Ｄ Ｂ Ｄ Ｂ Ｄ 縦 断 図 鏡部横断面 図１４ 発進・到達鏡部最小改良範囲 表９ 最小改良範囲（鏡部）（ｍ） 仕上り内径 (mm) 1,000～1,500 1,650～2,000 Ｂ 1.5 1.5 Ｈ1 1.5 2.0 Ｈ2 1.0 1.5 Ｌ 2.0 3.0 注－１ Ｌの値は、切羽開放時の最小改良範囲である。

(2)受入れ・挿入部 1) 発進防護部改良範囲 地下水の影響が懸念される箇所では、裏込充填によりセグメントでシールができるように、シー ルド機長＋2.0ｍの改良範囲を行うものとする。 図１５ 発進防護設計モデル 2) 到達防護部改良範囲 シールド機周辺の地山は、機械堀で乱された状態になっており、この部分を伝うテールからの湧 水が問題となるケースでは、裏込充填によりセグメントでシールができるように、シールド機長＋ 3.0ｍの改良範囲を行うものとする。 図１６ 到達防護設計モデル 表１０ 最小改良範囲（挿入部・受入部）（ｍ） 仕上り内径 (mm) 1,000～1,500 1,650～2,000 Ｂ 1.5 1.5 Ｈ1 1.5 1.5 Ｈ2 1.0 1.5 挿 入部 Ｈ 2 Ｈ 1 Ｄ Ｂ Ｄ Ｂ Ｄ 鏡部 シー ルド 機長 2.0m 受 入部 Ｈ 2 Ｈ 1 Ｄ Ｂ Ｄ Ｂ Ｄ 鏡部 シー ルド 機長 3.0m

２．ビット交換部（機内交換） カッタービット機内交換は切羽土圧を開放し行うため、自立しない地山および地下水下における 交換作業時には補助工法が必要となる。 (1)一次覆工準備作業 ① シ－ルド機を所定の位置まで掘進 （１リング押し切り状態） ② 推進ジャッキを引き戻し交換作業スペースを確保する。 ～ ビット交換作業開始 図１７ ビット交換時推進サイクル (2)ビット交換部改良範囲 改良範囲はシールド機前面およびカッターヘッド周囲の自立、およびシールド機周囲を伝わる湧 水の止水が可能な断面とする。 図１８ ビット交換部設計モデル 設計断面計算方法 Ｌ1（切羽全面）、Ｌ3（作業部） ： 鏡部に準拠 Ｌ2（挿入部） ： 受入部に準拠 ただし、 Ｌ2：「注入効果が発揮される品質を確保するための複列の注入が可能になる厚みが確保 される範囲」＝1.5ｍ Ｌ3：作業部＝（カッターヘッド長）＋（推進ジャッキ引戻し長） ＋（施工余裕施工余裕＝１リング長） とし、改良は繰り返し充填が可能な「二重管ダブルパッカー工法」を標準とする。

【線 形】 １． 最小直線長 (1)発進部最小直線長 路線条件により発進直後に曲線施工が必要となる場合、必要直線長は下記により決定する。 曲線施工は、シールド掘進機による余掘りおよび、シールドジャッキの推力を推進方向・曲線方 向の分力とすることにより行われるが、曲線方向分力は地盤反力により支持される。 図１９ 曲線施工モデル図 泥土圧式ミニシールド工法では、この地盤反力を考慮する長さをシールド機長の 1/2 としている が、シールド機が安定した推進を行うためには、シールド機後胴部にも前胴部同等の地盤反力が働 いている事が必要となる。従って、発進部最小直線長はシールド機長の半分を確保することにより 可能となる。 しかし、立坑周囲の地山はゆるんでいたり、水みちがついていたりする場合があり定常の地盤状 態に比べて切羽が崩壊しやすい。また、立坑周囲の地盤のゆるみや掘進機の重量の支持条件がアン バランスになりやすいため掘進機が地山に入るまでは直線区間を確保することが望ましい。 表１１ 発進部最小直線長 （基本）直線長 シールド機長 最小直線長 シールド機長×1/2 ジャッキ推力 前 胴 部 地盤反力 推進方向分力 後 胴 部 地盤反力 発進立坑

(2)到達部最小直線長 到達方式には、シールド機を到達立坑内まで推進し分割・搬出する方法と、立坑で推進を完了し 残置する２方式となる。曲線施工方法は発進部と同様であるが、シールド機を残置する方式では定 常の地盤状態での推進となるため到達区間に直線区間を必要としないが、分割・搬出時は発進部同 等の直線区間を確保する必要がある。 表１２ 到達部最小直線長（搬出時） （基本）直線長 シールド機長 最小直線長 シールド機長×1/2 (3)Ｓ字間最小直線長 曲線施工などのシールド機制御は中折れジャッキ操作により行われるが、曲線の入口および出口 ではその操作が頻繁となる。このため、曲線施工終了後一度、シールド機を直線状態に戻すことが 施工的には望ましいが、最小必要直線長は下記により決定する。 曲線施工時の余掘りは，曲線区間長および，曲線前後におけるシールド機が中折れする胴体の最 も長い胴体長による直線区間にて行われる。 シールド機長×1/2 シールド機長×1/2 図２０ 余掘り区間モデル図 また，曲線施工に必要な支持力を得るため，曲線前後にシールド機長の1/2が必要となる（発進部最小 直線長参照）ことより，Ｓ字施工時の必要直線長は シールド機長×1/2＋中折れ最大胴体長 を確保するものとする。 表１３ Ｓ字間最小直線長 （基本）直線長 シールド機長 最小直線長 シールド機長×1/2 ＋ 中折れ最大胴体長

２．最小土被り 一般にシールドの必要最小土被りは1.0Ｄ～1.5Ｄ（掘削機外径）といわれているが、この値は一 般のシールド掘進機外径が仕上り内径φ1500mmにて2.234mmであることより、必要土被りは2.3～3.4 ｍ必要となることを示している。トンネル標準示方書では小土被り施工について 小土被り部を施工する場合には、特に切羽圧力管理や裏込注入管理を十分に行い、地表面や 地下埋設物等への影響を極力小さくしなければならない。また、必要に応じて補助工法を採用 する等の措置を講じなければならない。 とある。 ミニシールド工法の場合、シールドと比較し対象とする口径は小さく、必要最小土被りを1.0Ｄ～ 1.5Ｄとするとφ1000mmにて1.4～2.0ｍとなる。この値は薬液注入を施工するに当たり必要な最小土 被り2.0ｍ（必要最低改良高さ2.0ｍとした場合）以下の数値となり、補助工法による地山の防護が 不可能な土被りであると判断される。 従って、ミニシールド工法での施工における最小土被りの決定には対象とする土質により異なる が、下記の土被りを最小土被りと考える。 最小土被りは，原則としてシールド機外径の1.0 倍以上とするが，仕上り内径 1350mm 以下は 2.0m とす る。 ただし、ゆるい土層を通過する場合は別途検討を要する。 ３．急勾配施工 急勾配に関する法的規制としては資機材の搬送に対するものがあり、労働安全衛生規則第202条に 「事業者は、動力車を使用する区間の軌道のこう配については、1000分の50以下としなければなら ない。」と定められている。 ミニシールド工法では機関車の規格変更により、この５％以下の勾配における施工が可能である。 表１４ 最大勾配 ５％

待 機 線 待 機 線 待 機 線 待 機 線 ﾄﾗﾊ ﾞｰ ｻｰ ﾄﾗﾊ ﾞｰ ｻｰ 長 さ ： Ｌ 幅：Ｗ ﾄﾗ ﾊﾞ ｰｻ ｰ ﾄﾗ ﾊﾞ ｰｻ ｰ 待 機 線 待 機 線 待 機 線 待 機 線 長 さ ： Ｌ 幅： Ｗ 待 機 線 待 機 線 待 機 線 待 機 線 ﾄ ﾗﾊﾞｰｻｰ ﾄﾗ ﾊﾞｰｻ ｰ 呼 び 径 【ライナープレート式立坑】 １．小判型・円形発進立坑（参考） 小判型・円形の立坑サイズは，作業車の配置より決定されるサイズを示すが，立坑の寸法決定に あたっては，立坑基地と占用位置の関係を照査の上、決定する必要がある。 小 判型 Ａ型 小 判型 Ｂ型 円 形 図 ２１ 小判 型・円 形発 進立坑 標準 図

表 ３－１ 小 判型・ 円形 発進立 坑標 準寸法 ［参 考］ （ｍ） 仕上り内径 (mm) 小 判 型 円 形 Ａ型 長さ×幅 Ｂ 型 長 さ×幅 呼 び径 1,000 12.278×3.8 (12.592×3.8) 10.153×5.6 9.2 1,100 12.221×3.9 (12.535×3.9) 10.239×6.0 9.0 1,200 11.265×4.2 (11.422×4.2) 10.011×6.4 8.0 1,350 11.765×4.7 10.454×7.0 8.5 1,500 13.892×5.1 11.996×7.6 9.6 1,650 14.235×5.6 12.596×8.2 10.1 1,800 14.635×6.0 13.039×8.8 10.4 2,000 15.235×6.6 13.211×9.6 11.1 注１．上記サイズは参考値であり、立坑とシールドセンターの位置関係で最も小さくさるケースでの 値である。 ２ ． （ ） 内 は 、 路 線 に 急 曲 線 (Ｒ ＜ 60)が あ る 場 合 の 寸 法 と す る 。