地下鉄や地下通路工事では、横方向に一定の広がりをもった空間を効率的に掘削するために、矩形断面のシールドトンネルのニーズがあります。また、都市部における大深度法の適用に伴い、硬質な地盤の掘削に対応できるシールド掘進機のニーズも増加する傾向にあります。これらのニーズに応えるために、アポロカッター工法^※を開発するに至りました。

※アポロカッター工法／APORO-CUTTER工法
（All［あらゆる］　Potential［可能性を秘めた］ Rotary［回転式］ Cutter［カッター］）

特許登録済及び特許出願中

円形・矩形・馬蹄形などの自由断面を掘削

• 矩形をはじめとする任意の断面を掘削することができ、非円形・円形どちらにも適用可能です。
• カッター機構は高性能なカッター位置制御機構を持っており、精度の高い掘削断面を確保します。

硬質地盤や地中障害物切削に威力を発揮

• 従来の大断面シールドに比べて、カッター部分が小さく、高速で回転するため、硬質な地盤においても良好な切削性を発揮し、掘進速度の向上が見込めます。これにより、土丹・改良土等硬質な地盤と松杭等の地中障害物切削への高い適用性を持っています。

カッター機構部のリユースが可能

• カッターヘッド、揺動フレーム、公転ドラムからなるカッター機構部は、断面形状が異なるトンネルの掘削装置への転用が可能になるため、転用によるコスト縮減や環境負荷の低減が可能です。
• ベアリング機構が従来のものより小さいために、新規に製作する場合でも納期が短く、工期短縮が期待できます。

掘削機上部に可動式の屋根（ルーフ）を持つユニークな機構で、そのルーフが地山を先行掘削することにより地盤沈下の防止や、不測の埋設物などの先進探査を行いながら掘削します。掘削するスポーク状のカッターがワイパーのように揺動する方式を採用し、矩形で掘削を行います。

アンダーパス工事に特化して、簡素化したマシン仕様・性能にしたことと、1現場のみならず複数現場への転用を考慮した構造としたことでマシンコストを大幅に削減することが可能です。

平成29年度日本建設機械施工大賞　大賞部門優秀賞
平成28年度建設施工と建設機械シンポジウム　優秀論文賞
第17回国土技術開発賞　入賞
特許登録済及び特許出願中
商標登録　5336635

マシンのユニット化

マシンは1つのユニットの幅を2.3ｍとして、トラックでの運搬を考慮したサイズとなっています。

全てのユニット間をボルトでの結合としたことで、溶接作業が発生せず作業環境に優しい上に組立・解体作業期間の短縮に寄与しています。

また、ユニット内の揺動カッターなどの可動する部位もボルトやピン締結にして取り外せる構造としたことで使用後のメンテナンスが容易になりました。

汎用性の高さ

一般的に矩形トンネルの場合、その用途によっては似たような大きさにはなるものの、現場ごとに微妙に幅・高さが異なります。推進機やシールド機は殆ど単品生産になっているという問題を解消するためR-SWINGマシンでは、基本型マシンにスペーサーなどを挟み込むことで寸法調整を容易にできる機構としました。基本型マシンの汎用性を高めたことで、転用可能となりマシン費の大幅削減効果が見込めます。

工法・セグメントの適応性

マシン前方はそのままで、後方の函体受座を変更することで推進工法からシールド工法への対応ができます。また、鋼製セグメント、RCセグメント、合成セグメントにも適用でき、あらゆる現場状況にも対応が可能です。

地上発進・地上到達技術の組合せ

今まで蓄積した鹿島の地上発進や低土被りでのシールド掘進実績をR-SWING工法にも応用することで、地上発進および地上到達が可能となり、現場のニーズに応じて立坑建造に要する工期・費用を大幅に低減することができます。

「頂板ジャッキアップ工法」は、昼間施工の作業スペースを確保するために設計位置より約1m下方でRCスラブを構築した後、設計位置まで昇降機によりジャッキアップをし、軌道直下の作業空間を確保するものです。構造物に損傷を与えない相互変位を解析により求めるとともに、許容相対変位内に制御できるシステムを開発しました。

本ページでは、阪急今津線　都市計画道路荒地西山線交差部工事（発注者：阪急電鉄）の事例にもとに、本工法の特徴・メリットを紹介します。

一般的なボックスカルバートの施工順序は通常、底盤⇒壁⇒頂板⇒地覆⇒防水です。一方、頂板ジャッキアップ工法は壁を後施工とし、頂板を設計位置より1m下方で構築し、地覆、防水を施工した後にジャッキアップして設計位置へ設置します。

• 安全：工事桁をコンクリートが巻き込む危険もなく、列車待避が可能になり、列車運行阻害を防止できます。
• 品質：空間が確保できるため、普通コンクリートでも締固め作業が確実に行え、品質が向上します。
• 工程：夜間作業から昼間作業に変更でき、1日当たりの作業時間が2倍になり工程が短縮できます。
• 環境：昼間施工が可能で、夜間作業が少なくなり夜間騒音が防止できます。

京王線と京王相模原線の線路が複雑に交差する調布駅西側の分岐部では、軌道上に精巧な分岐器が輻輳しています。地下化工事の軌道仮受けでは、工事桁を用いるのが一般的ですが、この工事では軌道に多数の分岐器があり工事桁の架設が困難なため、分岐部で初めてPCR工法が採用されました。

PCR工法とは、軌道直下に剛性が高いPC桁を推進し、そのまま地下躯体の上床版として本設利用する工法です。本工事では土被り1.2mの軌道直下に線路延長方向82m×線路直角方向24mの広範囲の軌道及び分岐器を非開削で全面仮受けしました。

なお、PCR工法はURT協会の工法です。

2011年度土木学会　技術賞

愛媛県松山市では市内の交通渋滞の解消・緩和と、高速道路・空港・港湾などの主要施設へのアクセス性向上を目指し、国土交通省、愛媛県、松山市が協同で松山外環状道路を整備しています。鹿島は、JR四国予讃線市坪駅付近の松山外環状道路交差部のアンダーパス工事を担当し、アンダーパス技術協会が開発した函体推進工法「SFT（Simple and Face-Less Method of Construction of Tunnel）工法」を用いて、軌道直下に大断面となる幅34m×高さ8m×延長9mの上り本線・下り本線・側道・歩道からなる4連ボックスカルバートを構築しました。

なお、SFT工法はアンダーパス技術協会が開発した技術です。

小田急線代々木上原駅～梅ヶ丘駅間連続立体交差工事において、環七通り（環状七号線）との交差部のアンダーパス工事では、函体推進工法R&C（Roof & Culvert／ルーフ＆カルバート）工法を用いて、大断面となる幅約10ｍ×高さ約8ｍ×延長約45ｍの推進トンネル2本を構築しました。

「R&C工法」は、トンネル外形と同じ大きさ・形になるように箱形ルーフ（矩形断面の鋼製ルーフ□0.8ｍ×0.8ｍ）をFCプレート（地山との摩擦を低減する）と共に油圧ジャッキで推進します。箱型ルーフ推進後、掘削しながら箱型トンネル構造物をジャッキで推進して箱型ルーフと置き換える工法です。

なお、R&C工法はアンダーパス技術協会と鹿島が共同で開発した技術です。

※R&C工法は、植村技研工業株式会社と株式会社奥村組の登録商標です。