Warning : Undefined variable $type in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/extensions/HeadScript/HeadScript.php on line 3 Warning : "continue" targeting switch is equivalent to "break". Did you mean to use "continue 2"? in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/json/FormatJson.php on line 297 Warning : Trying to access array offset on value of type bool in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/Setup.php on line 660 Warning : session_name(): Session name cannot be changed after headers have already been sent in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/Setup.php on line 834 Warning : ini_set(): Session ini settings cannot be changed after headers have already been sent in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/session/PHPSessionHandler.php on line 126 Warning : ini_set(): Session ini settings cannot be changed after headers have already been sent in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/session/PHPSessionHandler.php on line 127 Warning : session_cache_limiter(): Session cache limiter cannot be changed after headers have already been sent in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/session/PHPSessionHandler.php on line 133 Warning : session_set_save_handler(): Session save handler cannot be changed after headers have already been sent in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/session/PHPSessionHandler.php on line 140 Warning : "continue" targeting switch is equivalent to "break". Did you mean to use "continue 2"? in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/languages/LanguageConverter.php on line 773 Warning : Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/extensions/HeadScript/HeadScript.php:3) in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/Feed.php on line 294 Warning : Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/extensions/HeadScript/HeadScript.php:3) in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/Feed.php on line 300 Warning : Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/extensions/HeadScript/HeadScript.php:3) in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/WebResponse.php on line 46 Warning : Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/extensions/HeadScript/HeadScript.php:3) in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/WebResponse.php on line 46 Warning : Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/extensions/HeadScript/HeadScript.php:3) in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/WebResponse.php on line 46
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miniwiki - 利用者の投稿記録 [ja]
2024-05-14T22:45:03Z
利用者の投稿記録
MediaWiki 1.31.0
シールドトンネル
2019-03-21T01:02:48Z
<p>2400:4052:1340:2400:5036:9D62:A72E:7069: /* 水路 */</p>
<hr />
<div>[[Image:Hanzomon-Kinshicho1.JPG|thumb|right|240px|[[東京メトロ半蔵門線]][[錦糸町駅]]付近のシールドトンネル（駅ホームから撮影）]]<br />
'''シールドトンネル'''は、'''シールド工法'''によって掘削された[[トンネル]]である。「シールド」と呼ばれる筒（ないし函）で切羽（きりは）後方のトンネル壁面を一時的に支え、切羽を掘削しながら逐次シールドを前進させるとともに、シールドの後方に壁面を構築する。<br />
<br />
現代ではもっぱら、高度に機械化された[[シールドマシン]]を使い、壁面は分割されたブロック（「セグメント」）を組み上げて構築する。セグメントは[[工場]]で[[大量生産]]できるので、[[コスト]]面に優れる。<br />
<br />
開削工法や沈埋トンネル工法などと違って一部を除いて地上部分を大きく掘り下げる必要性が低いので掘削中の地上部分への影響を抑えることが可能である。<br />
<br />
軟弱[[地盤]]でも掘り進むことができる、というのが最大の特徴で、[[水底トンネル]]の掘削に活躍した。[[土地]]利用の深度化に伴い、最近の[[地下鉄]]、[[道路]]（主に都市内）、[[共同溝]]、[[下水道]]、[[地下]][[水路]]、地下[[河川]]などのトンネル工事では、シールドトンネルが多く採用されている。<br />
<br />
== 歴史 ==<br />
シールド工法による最初の成功例となったトンネルは、[[マーク・イザムバード・ブルネル]]によって開発され<ref name="kawata">{{Cite journal |和書|author =河田博之|title =トンネルコンクリートの歴史 (鉄道シールドトンネル)|date =1993|publisher =土木学会|journal =土木学会論文集|volume =1993|issue =460|doi=10.2208/jscej.1993.460_7|pages =7-11|ref = }}</ref>、彼と[[トマス・コクラン]]によって1818年1月に[[特許]]が取得された。ブルネルと彼の息子（イザムバード・キングダム・ブルネル）は、[[テムズトンネル]]の掘削にそのシールド工法を採用し、1825年に掘削を開始した（ただし、開通は1843年まで待たなくてはならなかった）<ref name="kawata"/>。ブルネルがシールド工法のアイデアを思いついたのは、[[造船所]]で働いているときに見た[[フナクイムシ]]（船食い虫）に起源があるといわれている。フナクイムシは水中の木質に穴を開けてそこに住むため、木造船の天敵であり研究対象となっていた。水中の木材に単に穴を開けただけでは、すぐに周囲の木材が膨張し穴が狭まってしまうが、フナクイムシは石灰質を壁面にすりつけて一種の「トンネル」を作っているのである。このブルネルのシールドは、[[ロンドン]]・ランバースの Maudslay, Sons & Field（[[排水]]用[[蒸気機関|スチーム]][[ポンプ]]も建造）により供給された。<br />
<br />
1870年、ブルネルが考案したオリジナルのシールドの形状は、ロンドン中央を流れるテムズ川の下へのタワー地下道 ({{en|Tower Subway}}) の建設中に、{{仮リンク|ピーター・バーロウ (土木技術者)|en|Peter W. Barlow|label=ピーター・バーロウ}}により大幅に改善された。バーロウが行った最も決定的な技術革新は、ブルネルが考案した[[長方形]]断面のシールドを、[[円形]]断面とした点である。これにより一挙に、建設作業が単純になるばかりか、周囲の土砂の重量をうまく支持できるようになった。<br />
<br />
バーロウタイプのシールドの形状は、1884年には、[[シティ・アンド・サウス・ロンドン鉄道]]（現在の[[ロンドン地下鉄]][[ノーザン線]]の一部区間）の建設に際し、[[ジェームズ・グレートヘッド]]によって大型化され改善された。今日に至るまで、たいていのシールドトンネルはグレートヘッドタイプのシールド工法に何らかの起源を持っている。<br />
<br />
日本では、[[1917年]]に[[羽越本線]][[折渡トンネル]]の一部区間で単線シールドトンネルが初めて採用された<ref name="kawata"/>。1936年には世界初の海底鉄道トンネルである[[関門トンネル (山陽本線)|関門鉄道トンネル]]でも採用され、1964年には[[大阪市高速電気軌道中央線|大阪市営地下鉄（現・Osaka Metro）中央線]]で、日本初の複線シールドトンネルが採用された。<br />
<br />
==シールド工法==<br />
[[ファイル:Hanzomon-Sumiyoshi1.JPG|thumb|right|240px|半蔵門線[[住吉駅 (東京都)|住吉駅]]から見たシールドトンネルの断面（駅ホームから撮影）]]<br />
[[ファイル:ShieldTunnel TWR 06z1406v.jpg|thumb|right|240px|供用中のシールドトンネルの内部（[[東京臨海高速鉄道りんかい線|りんかい線]][[大井町駅]]、2006年8月11日撮影）]]<br />
シールドトンネルは現代では[[シールドマシン]]を使用して掘削され、その施工法はシールド工法と呼ばれる。一般的なシールド工法の手順は以下の通りである。<br />
<br />
===シールドマシン===<br />
{{see|シールドマシン}}<br />
<br />
===設置===<br />
シールドマシンを地下へ運び発進させるために[[トンネル#開鑿（開削）工法|開削工法]]によって[[立坑]]（縦穴）が掘削・構築され、坑内に発進設備が収められ、基地が作られる。シールドマシンは鉄鋼メーカーなどの工場で製作されるが、よほど小口径ではない限り、工事現場に搬入される前にいったん分割され、運搬される。工事現場の発進基地に運ばれたシールドマシンは、大型の[[クレーン]]によって立坑下に下ろされ、再度、組み立てられる。<br />
<br />
この立坑は、トンネル完成後は鉄道では駅、道路では[[換気塔]]、[[下水道]]では人孔（[[マンホール]]）などに転用されることが多い（転用を最初から計画に織り込んで、地下鉄であれば駅予定地と駅予定地の間を工区とするといったように調整がされる）。<br />
<br />
シールドマシンは一般的には[[円筒形]]である。マシン本体の外周の甲殻は、マシン内部でトンネルが構築されるまでの間、地山からの土圧・[[地下水]]圧に耐える役割を果たす。<br />
<br />
===掘削===<br />
マシン先端の[[切羽]]に接する部分は[[カッターヘッド]]という回転する[[面板]]となっており、ここにおろし金のような細かい刃（[[カッタービット]]あるいはビットと呼ばれる）やローラーカッターが円周状・放射状に多く配置されている。ビットは常に地山と接し軟弱土 - 硬質土を、ローラーカッターは玉石、または岩盤を切削するという最も過酷な環境にあるため、[[超硬合金]]や焼結[[タングステン]][[炭化物|カーバイド]]などの強靭な素材が用いられる。また、カッターヘッドの形によってトンネルの形も変わってくる。その形は四角形から円を並べたものなど様々である。<br />
<br />
シールドマシンの後部には[[ジャッキ]]が円周状に配置されており、このジャッキの推進力でマシン全体を前進させ、先端部を切羽の地盤に押し付けながらカッターヘッドを回転させて地山を掘削し前進する。また、シールドマシンの形によってトンネルの形も変わってくる。<br />
<br />
泥土圧式シールドで土砂圧送方式によって土砂を搬出する場合、掘削された土砂（ズリ）は切羽で塑性流動化してパイプで地上まで輸送される。またズリ鋼車方式によって土砂を搬出する場合、シールドマシンのスクリューから[[ベルトコンベア]]で後方台車の後部まで土砂を輸送して鋼車に載せる。土砂を載せた鋼車はトロッコによって立坑下部まで移動し、鋼車部のみをクレーンによって立坑上部（地上部）に吊り上げる。吊り上げられた鋼車内の土砂は地上ヤードまたは立坑内に設置されたピットや土砂処理施設で処理・脱水されてダンプトラックを用いて土捨て場や[[産業廃棄物]]処理場へ搬出される。<br />
<br />
===セグメント組立===<br />
マシン内部ではあらかじめ工場製作されたセグメント（円弧状のブロックで、鉄筋コンクリート製、鋼製、鋳鉄製など）を機械により組みあげ、トンネル本体がトンネル断面の1周分（1リング）ずつ構築される。<br />
<br />
セグメントは工場からトレーラーで現場に搬入され、立坑から地下のシールドマシン内部までクレーンと[[トロッコ]]で運び込まれる。<br />
<br />
セグメントが1リング分配置されると、その部分のトンネル本体は完成する。鉄道・道路トンネルでは、1リングは5 - 10個程度のセグメントで構成され、セグメントの幅（トンネル縦断方向の長さ）は0.3 - 1.8m程度である。これらはトンネルの径や形状、用途、使用するセグメント等によって異なる。<br />
<br />
軌道敷設、道路床板設置、防水・防火などの目的のために、完成したトンネルのセグメント内側にさらにコンクリートなどを巻き立てる（二次覆工）場合がある。このためセグメントは一次覆工とも呼ばれる。<br />
<br />
===前進===<br />
セグメントが1リング分組みあがると、組みあがった部分（セグメントリング）にジャッキの[[反力]]をとってシールドマシンを前進させ、次の掘削・推進を行う。上記の2 - 3の工程を繰り返しながらトンネルを1リングごとに組み上げる。<br />
<br />
===廃棄===<br />
[[ファイル:Keihan Nakanoshima station002.jpg|thumb|[[中之島駅]]終端部のシールドマシンカッターのモニュメント]]<br />
[[ファイル:Shielded-machine.JPG|thumb|[[名古屋市交通局日進工場]]に保存されているシールドマシン]]<br />
[[File:Tunnnel boring machine case.JPG|thumb|[[小田急小田原線]][[世田谷代田駅]]ではシールドマシンの外殻をトンネルの一部とした]]<br />
トンネル完成後のシールドマシンは、その場で解体して部品として回収するか、脇道を掘り地中に埋没・廃棄されることが多い。外殻をトンネルの構造物の一部として残す例もある（壁面を観察するとわかることがある）。<br />
<br />
上記のように基本的には現場ごとにオーダーメイドされる一点ものであるが、まれに、別のトンネルのために再利用されることもある。<br />
<br />
再利用されない場合、保存や展示がされるケースもあり、[[京阪中之島線]]の[[中之島駅]]には、シールドマシンのカッター部分（一部）がモニュメントとしてトンネル終端に保存されている。[[海ほたるパーキングエリア]]には、東京湾海底トンネルの掘削につかわれた巨大なカッターを加工した巨大モニュメントがある。[[名古屋市交通局日進工場]]などには、シールドマシンが保存展示されている。<br />
<br />
==種類==<br />
*泥水加圧式シールドマシン<br />
*泥土圧式シールドマシン（土圧バランス式、加泥式、土圧加水式など）<br />
<br />
===圧気工法===<br />
（圧気工法自体はシールドの工事に限られない）近年では技術の進歩により、シールド工事では切羽面のみに加圧する手法がとられるが、過去、特に切羽がむき出しの場合は坑内の気圧を上げる圧気工法がシールド工事で使われることも多かった。これは作業員の出入りに手間を要し、特に出る際に[[減圧症]]の危険があった。また、[[第1上野トンネル#御徒町トンネル|御徒町トンネル]]の陥没事故のように、浅い場所で土砂を吹き飛ばしてしまう事故もあった。他にもトンネル外に対して、土中の酸欠空気が近隣の地下室に吹き出す、圧力に耐えるようにするために土壌に注入する薬品による汚染、などの危険があったため解決に向けた努力が図られ、近年のシールド工事では圧気工法は使われなくなっている。<br />
<br />
==セグメントの種類==<br />
*鉄筋コンクリート (RC) セグメント（[[プレキャストコンクリート|プレキャストセグメント]]）<br />
*鋼製セグメント(鋼材を製缶加工して製作)<br />
*鋳鉄（[[ダクタイル鋳鉄|ダクタイル]]）セグメント<br />
*合成セグメント(鋼製セグメントに鉄筋を配置しコンクリートを打設したもの)<br />
<br />
<gallery><br />
ファイル:Marunouchi-Kasumigaseki01.jpg|[[東京メトロ丸ノ内線]]の[[霞ケ関駅 (東京都)|霞ケ関駅]]の、日本の地下鉄で初のシールドトンネル<br />
ファイル:Marunouchi-Kasumigaseki02.jpg|左に同じ。半円形のアーチを描いたルーフシールドトンネルである。<br />
</gallery><br />
<br />
==採用例==<br />
===鉄道トンネル===<br />
* [[羽越本線]][[折渡トンネル]]（現在の下り線トンネルに部分的に採用）<br />
* [[丹那トンネル]]<br />
* [[関門トンネル (山陽本線)|関門鉄道トンネル]] （世界最初の鉄道海底トンネルとして開業）<br />
* [[横須賀線|横須賀]]・[[総武快速線]]東京トンネル<br />
* [[JR東西線]]（JRの在来線規格で建設されたシールドトンネル）<br />
* [[近鉄難波線]]<br />
* [[阪神なんば線]]<br />
* [[東北新幹線]][[第2上野トンネル]]<br />
* [[東急田園都市線]]（地下区間）<br />
* [[横浜高速鉄道みなとみらい線|みなとみらい線]]<br />
* [[首都圏新都市鉄道つくばエクスプレス|首都圏新都市鉄道つくばエクスプレス線]]<br />
* [[埼玉高速鉄道線]]（トンネル下部を導水管として活用、[[荒川 (関東)|荒川]]から[[綾瀬川]]・[[芝川 (埼玉県)|芝川]]へ送水）<br />
* [[大阪市高速電気軌道中央線|大阪市営地下鉄中央線]]（日本初の複線シールドトンネル）<br />
* [[大阪市高速電気軌道長堀鶴見緑地線|大阪市営地下鉄長堀鶴見緑地線]]・[[大阪市高速電気軌道今里筋線|今里筋線]]（小断面の鉄輪式リニアモーター地下鉄）<br />
* [[都営地下鉄大江戸線|都営大江戸線]]（小断面の鉄輪式リニアモーター地下鉄：単線シールド）<br />
* [[英仏海峡トンネル]]の一部 （大半は[[TBM工法]]）<br />
* [[東急東横線]]渋谷～代官山駅間<br />
* [[東京臨海高速鉄道りんかい線]]<br />
* [[小田急電鉄]]（先行して作られた、地下複々線化区間の急行線部）<br />
* [[京王電鉄]][[京王線]]（[[調布駅]]付近の地下区間）<br />
* [[神奈川東部方面線]]（西谷トンネル）<br />
* [[西武新宿線]]中井～野方駅<br />
* [[名古屋市営地下鉄]][[名古屋市営地下鉄名城線|名城線]]・[[名古屋市営地下鉄鶴舞線|鶴舞線]]・[[名古屋市営地下鉄桜通線|桜通線]]の一部・[[名古屋市営地下鉄上飯田線|上飯田線]]<br />
<br />
===鉄道駅===<br />
*[[東京地下鉄|東京地下鉄（東京メトロ）]]<br />
**[[木場駅]]（[[東京メトロ東西線|東西線]]）<br />
**[[新御茶ノ水駅]]･[[国会議事堂前駅]]（[[東京メトロ千代田線|千代田線]]）<br />
**[[永田町駅]]（[[東京メトロ有楽町線|有楽町線]]、[[東京メトロ半蔵門線|半蔵門線]]、[[東京メトロ南北線|南北線]]）<br />
**[[三越前駅]]・[[清澄白河駅]]（半蔵門線）<br />
**[[白金台駅]]（南北線･都営三田線共有区間）<br />
**[[雑司が谷駅]]・[[西早稲田駅]]（[[東京メトロ副都心線|副都心線]]）<br />
*[[都営地下鉄]]<br />
**[[高輪台駅]]（[[都営地下鉄浅草線|都営浅草線]]）<br />
**[[新宿駅]]・[[飯田橋駅]]・[[六本木駅]]（[[都営地下鉄大江戸線|都営大江戸線]]）<br />
**[[白金台駅]]（[[都営地下鉄三田線|都営三田線]]･東京メトロ南北線共有区間）<br />
*[[大阪市高速電気軌道]]（Osaka Metro、旧・[[大阪市営地下鉄]]）<br />
**[[阿倍野駅]]（[[大阪市高速電気軌道谷町線|谷町線]]）<br />
**[[大阪ビジネスパーク駅]]（[[大阪市高速電気軌道長堀鶴見緑地線|長堀鶴見緑地線]]）（世界初の｢3連型マルチフェイスシールド機｣を使用）<br />
*[[京阪京津線]]、[[京都市営地下鉄]]<br />
**[[御陵駅]]<br />
*[[東京臨海高速鉄道]]<br />
**[[大井町駅]]（[[東京臨海高速鉄道りんかい線|りんかい線]]）<br />
*[[小田急電鉄]]<br />
**[[下北沢駅]]（複々線化工事中）<br />
*[[京王電鉄]]<br />
**[[布田駅]]<br />
<br />
===道路トンネル===<br />
*[[アクアトンネル|東京湾アクアトンネル]]（[[東京湾アクアライン]]）延長約 9.5 [[キロメートル|km]]。シールドマシン外径 14.14 [[メートル|m]] は当時世界最大。<br />
*[[山手トンネル]]（[[首都高速中央環状線]]）延長約 18.2 km（トンネル部）で日本最長の道路トンネル。シールドマシン外径は最大で 13.6 m（大井JCT-大井北立坑）<ref>[http://www.shutoko.jp/ss/tokyo-smooth/shinagawa/tunnel/ 先端技術紹介|東京SMOOTH]</ref>。<br />
*[[東京外環自動車道]] 東名JCT - 大泉 IC/JCT（事業中）<br />
*[[阪奈トンネル]]（[[第二阪奈有料道路]]）<br />
*[[稲荷山トンネル (京都府)|稲荷山トンネル]]（[[阪神高速8号京都線]]）の一部<br />
*[[首都高速神奈川6号川崎線]]の一部<br />
* [[首都高速神奈川7号横浜北線]]<br />
* [[横浜湘南道路]]<br />
* [[横浜環状南線]]<br />
*[[国道1号]][[原宿 (横浜市)#原宿交差点|原宿トンネル]]（角形シールドマシンを使って、ハーモニカの穴のように掘削するハーモニカ工法を採用）<br />
*[[秋田中央道路]]の一部<br />
<br />
===水路===<br />
*[[首都圏外郭放水路]] 延長約 6.3&nbsp;km、内径約 10 m。[[埼玉県]][[春日部市]]の[[国道16号]]の地下約 50 m に建設され、[[江戸川]]、[[中川]]、[[大落古利根川]]等をつなぐ地下放水路。<br />
*[[神田川・環状7号線地下調節池|神田川・環状七号線地下調節池]]（第1期・第2期） 延長約 4.5&nbsp;km、トンネル内径 12.5 m。環状七号線の地下約40～50mに建設される神田川の洪水調整池トンネル。シールドマシン外径 13.94 m（第1期）、13.44 m（第2期）。<br />
*[[二ヶ領用水#渋川|渋川]]雨水貯留管 [[雨|雨水]]を一時貯留するための地下トンネル。[[1991年]]着工、泥水シールド、外径 12.340 m、[[大深度地下]] 43.5 m、掘進距離 1,950 m、貯水量 144,000[[立方メートル|m<sup>3</sup>]]。<br />
*[[五反田川]]放水路<br />
* [[白子川]]地下調節池<br />
* [[環状七号線地下広域調節池]]<br />
* [[今井川]]地下調節池<br />
* [[寝屋川北部地下河川]]<br />
<!-- ほかにも何か追加してください。地下鉄だけでなく、水道管、放水路などもお願いします --><br />
<br />
==注釈==<br />
<references/><br />
<br />
==関連項目==<br />
*[[トンネルボーリングマシン]] (TBM)<br />
*[[新オーストリアトンネル工法]] (NATM)<br />
*[[倉敷海底トンネル事故]]<br />
{{トンネル}}<br />
<br />
{{DEFAULTSORT:しいるととんねる}}<br />
[[Category:トンネル]]<br />
<br />
{{architecture-stub}}</div>
2400:4052:1340:2400:5036:9D62:A72E:7069
Warning : Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/extensions/HeadScript/HeadScript.php:3) in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/WebResponse.php on line 46