75302:シールドトンネル
シールドトンネルはシールドマシンによって掘削された円形の断面を持つ隧道。トンネル本体が分割されたブロック（セグメント）を組み上げることによって構築される。軟弱地盤でも掘り進むことができ、またセグメントを工場で大量製作することによりコスト削減が図れ、技術も進歩してきているため、最近の地下鉄、道路（主に都市内）、下水道、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。

シールドトンネルの施工法

1. シールドマシンを地下へ運び発進させるために開削工法によって立坑（縦穴）が掘削・構築され、坑内に発進基地が作られる。いったん解体されたシールドマシンは、クレーンによって地下に下ろされ、立坑内で組み立てられる。（この立坑は、トンネル完成後は鉄道では駅、道路では換気塔などに転用されることが多い）。
2. シールドマシンは一般的には円筒形で、底を抜いた茶筒を倒したような形である。マシン本体の外周の甲殻（茶筒の本体）は、マシン内部でトンネルが構築されるまでの間、周辺の土圧・地下水圧に耐える役割を果たす。
3. *マシン先端の切羽に接する部分（茶筒の蓋に相当する部分）はカッターヘッドという回転する面板となっており、ここに刃（カッタービット；鉋のような形状）が円周状・放射状に多く配置されている。
4. *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盤を掘削し前進する。
5. *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)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。
6. 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；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。
7. *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。
8. *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（トンネル縦方向の長さ）は1.0m～1.5m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）。
9. *:※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。
10. 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）。

シールドマシンの種類

• 泥水加圧式シールドマシン
• 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)

セグメントの種類

• 鉄筋コンクリート（RC)セグメント
• 鋼製セグメント
• 鋳鉄（ダクタイル）セグメント

歴史

• 1818年にイギリスにおいて、フランス人技師ブルネルよって考案された。
• 1825年にロンドンのテムズ河を横断する水底トンネルに初めて採用された。
• 1917年に日本において羽越本線折渡トンネルで初採用された。（但し一部区間）

シールドトンネルの採用例

• 鉄道トンネル
  • 青函トンネル（長大で大きな断面を持つ新幹線規格複線シールドトンネル）
  • 大阪市営地下鉄長堀鶴見緑地線、都営地下鉄大江戸線（小断面のリニア地下鉄用単線シールドトンネル）
  • 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）
  • みなとみらい線
• 道路トンネル
  • 東京湾アクアライン
    • 約9.5km、シールドマシン外径14.14mは世界最大。
  • 首都高速道路中央環状線新宿線（建設中）
    • 延長約10km（トンネル部）、シールドマシン外径は最大で13.23m（西新宿シールド）。
• 地下河川・地下放水路
  • [http://www.ktr.mlit.go.jp/edogawa/works/saigai/sonae/gaikaku/ 首都圏外郭放水路]（建設中）
    • 延長約6.3km、内径約10m。国道16号の地下約50m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。
  • [http://www.kensetsu.metro.tokyo.jp/moguchan/moguchan.html 神田川・環状七号線地下調節池]（第1期1997年完成、第2期建設中）
    • 延長約4.5km、トンネル内径12.5m。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13.94m(第1期）、13.44m（第2期）。

（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。）

関連項目

• トンネルボーリングマシン(TBM)
• 新オーストリアトンネル工法(NATM)

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