JP2556430B2 - シールドの裏込め注入装置およびセグメント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネル施工のシール
ド工事で、同時裏込め用注入装置とそれに使用するセグ
メントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘削機と一次覆工セグメントの
間隙をモルタルなどで充填する裏込め注入をシールド掘
削機の掘進と同時に行ういわゆる同時裏込め注入を行う
装置としては、例えば図８，９に示すようなものがあ
る。

【０００３】図中１はシールド掘削機のスキンプレー
ト、２はそのテール部で、注入管３をこのテール部２の
外側に沿わせて設け、その端をテール部２の後端で注出
口４として臨ませている。

【０００４】また、注入管３の他の端は途中で分岐して
スキンプレート１内に取り込み、裏込め材の注入口５と
するとともに、この分岐部よりも先から注出口４へと向
けて移動するピストン６を注入管３内に設け、その操作
用ワイヤーロープ７を油圧ジャッキ８に結合する。ま
た、前記注出口４があるテール部２の後端にはワイヤブ
ラシやゴム板等によるテールグラウトシール９を内側に
向けて突出した。

【０００５】このようにして、シールド掘削機の掘進と
とも注入口５から注入管３内に裏込め注入材を圧入すれ
ば、これが注出口４からスキンプレート１の外側に出て
セグメントと地山の間に隙間に充填される。

【０００６】注入終了時には、油圧ジャッキ８により操
作用ワイヤーロープ７を介してピストン６を動かして残
りの裏込め注入材をすべて吐き出すようにすれば、目詰
まりが防止できる。

【０００７】なお、図８にも示すように前記注入管３は
スキンプレート１の外側に配設されるので、防護のため
に肉厚にし、もしくは防護体で囲み、破損しにくいよう
にしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】注入管３への目詰まり
防止方法はこれ以外にも洗浄水で逆洗する方法などがあ
るが、いずれも注入管３はスキンプレート１の外側に配
設され、その部分が突出するものとなる。

【０００９】この突出部分は、地山を乱すもとになると
ともに、掘進抵抗を大きくする原因ともなり、これを避
けるために余掘りをすれば、地表面への影響も大きくな
る。また、ローリング修正が難しくなるなどの問題を生
じる。

【００１０】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、シールド掘削機の外周部に装置の一部が突出しない
ように設けることができ、しかも、目詰まり防止等のメ
ンテナンスも容易であるシールドの裏込め注入装置およ
びセグメントを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、シールド掘削機のスキンプレート内側に、裏
込め注入材の注入ロッドをシリンダを添設してシールド
掘削機の後方に突出するように可動に設け、一方、セグ
メントには、この注入ロッド先端が挿入する注入口をト
ンネル長さ方向の継手面に開口し、地山側に注出口を開
口する注入路を内部に形成したこと、および、注入ロッ
ド先端の外周には、セグメント側の注入路内壁に当接す
るシール材を配設すること、注入路内には、注入口側へ
の流出を防止する逆止弁を設けることを要旨とするもの
である。

【００１２】

【作用】請求項１記載および請求項３記載の本発明によ
れば、裏込め注入はスキンプレート内側に設けた注入ロ
ッドからセグメントを介し、セグメントの地山側に開口
する注出口から注出するものであり、装置としてはその
全てをスキンプレート外側に突出させないで設けること
ができる。

【００１３】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、注入ロッド先端はシール材を介して隙間なく
セグメント側の注入路に挿入でき、注入ロッドから注入
路へ出す裏込め注入材がシールド掘削機内部へ流れ出す
ことを防止できる。

【００１４】請求項４記載の本発明によれば、セグメン
ト内部に、トンネル長さ方向の継手面に注入口を、地山
側に注出口をそれぞれ臨ませる注入路を簡単に設けるこ
とができ、また、セグメント相互は接合用スリーブを介
して注入路同士を連続させることができる。

【００１５】請求項５記載の本発明によれば、注入路内
に逆止弁を設けることにより注入ロッドを抜いた後も裏
込め注入材の注入口側への流出を防止することができ、
請求項６記載の本発明によれば、この請求項５記載の作
用に加えて、逆止弁が一個でもこれが移動して注入口付
近で裏込め注入材の流出を防止することができる。

【００１６】請求項７記載の本発明によれば、セグメン
トの幅が大きい場合でも適宜間隔で並列させる注出口の
奥側のものから裏込め注入材を順次注出して、まんべん
なく充填できる。

【００１７】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明のシールドの裏込め注入装置の
１実施例を示す側面図で、先にシールド掘削機側につい
て説明すると、図２にも示すように裏込め注入材の注入
ロッド10は外管10ａと内管10ｂの２重管構造で、この外
管10ａに対し内管10ｂを摺動自在とし、内管10ｂの先端
を注出ヘッド10ｃとした。また、外管10ａの端部は屈曲
し、裏込め注入材の送込み口10ｄとなる。

【００１８】このような注入ロッド10を外管10ａを固定
するようにしてシールド掘削機のスキンプレート１の内
側に水平に設け、内管10ｂがその注出ヘッド10ｃをシー
ルド掘削機の後方に突出するようにする。

【００１９】図中11ａは押し出し用シリンダ、11ｂは戻
し用シリンダであるが、押し出し用シリンダ11ａはその
根本をシールド掘削機のリングガータ材12に固定し、戻
し用シリンダ11ｂはその根本を前記注入ロッド10を外管
10ａの外側にピン結合し、これら注入ロッド10に添設す
る押し出し用シリンダ11ａと戻し用シリンダ11ｂのロッ
ドに先端には内管10ｂに首枷状に嵌まる結合金物13を取
り付ける。この結合金物13内には内管10ｂを順次送り出
すようなラチェット機構を内蔵させてもよい。

【００２０】また、内管10ｂの内部には逆止弁14を内蔵
させ、注出ヘッド10ｃの部分はこれを肉厚の脹出部とし
てその外周にシール材15を周方向に配設した。図３に示
すようにこの内管10ｂはシールドジャッキスプレッダー
16の隙間から注出ヘッド10ｃの部分が後方へ突出する。

【００２１】なお、他の実施例として図示は省略するが
前記注入ロッド10は内管10ｂを耐圧ホースをもって構成
してもよい。

【００２２】一方、セグメント17は本実施例では軽量形
鋼製のものであるが、図４、図５に示すようにトンネル
長さ方向の継手面間を貫通するように断面矩形の管18を
設け、この管18の内部に注入路19となるスリーブ20を嵌
設する。このようにして該スリーブ20の両端はセグメン
ト17のトンネル長さ方向の継手面に顕出し、その一方は
注入口21となり、また、他のセグメントへの接合用スリ
ーブ22の嵌合部となり、さらに、この嵌合部の近傍で周
壁に形成する孔を前記管18やセグメント17の面板に設け
た孔と合致させて地山側に開口する注出口23とした。

【００２３】注入路19内には、注入口側への流出を防止
する逆止弁14を設けるが、この逆止弁14は図６にも示す
ようにスリーブ20内を摺動する可動スリーブ25内に配設
し、この可動スリーブ25を介して注入口21の側へ移動可
能に設けるものとする。

【００２４】次に使用法について説明すると、新たにリ
ングとして組まれるセグメント17はその注入路19は既設
のセグメント17の注入路19と接合用スリーブ22で連通
し、この既設のセグメント17は注入路19内にはすでに裏
込め注入材が充填されており、逆止弁14がこの接合用ス
リーブ22に当接する注入口21付近に位置している。

【００２５】押し出し用シリンダ11ａを伸長すれば、注
入ロッド10の内管10ｂが後方に突出して注出ヘッド10ｃ
が注入口21からセグメント17側の注入路19内に差し込ま
れる。その際、注出ヘッド10ｃはシール材15が注入路19
が内壁に当接することにより隙間なく注入路19内に挿入
される。

【００２６】このようにして送込み口10ｄに注入ホース
を接続し、この送込み口10ｄから注入ロッド10に裏込め
注入材を圧入すれば、この裏込め注入材は内管10ｂの注
出ヘッド10ｃから出てセグメント17の注入路19内に入
り、逆止弁14を通過して注出口23からセグメント17外へ
出て地山との隙間に充填される。また、裏込め注入材の
注出ヘッド10ｃからの注出とともに、シールド掘削機を
掘進させ、その速度に同期させて戻し用シリンダ11ｂを
縮めて注入ロッド10の内管10ｂを注入路19から徐々に抜
くようにする。

【００２７】この裏込め注入材の充填が満杯になると、
裏込め注入材は圧を有し、可動スリーブ25を注入口21の
側へ移動させる。そして、内管10ｂを注入路19から完全
に抜きさった際には、可動スリーブ25内の逆止弁14は注
入口21近くに位置し、これが裏込め注入材の流出を防止
するとともに、注入路19内は裏込め注入材で完全に満た
される。

【００２８】以後、戻し用シリンダ11ｂを縮めて注入ロ
ッド10の内管10ｂを更に引っ込ませ、新たなセグメント
を組み、同様な動作を繰り返す。

【００２９】前記セグメント17は、これをコンクリート
セグメントとした場合でも同様である。また、逆止弁14
はこれを固定の逆止弁とすることも可能であるが、その
場合は、内管10ｂを十分差し入れられるように注入路19
の奥に設けるものとし、裏込め注入材の注入口21からの
流出防止は別途ここに施蓋をすることにより行えばよ
い。

【００３０】また、図７に示すようにセグメント17に於
ける地山側の注出口23は、複数個をトンネルの長さ方向
に適宜間隔で並列させるようにしてもよい。このように
すれば、セグメント17の幅が大きい場合でも奥側の注出
口23から裏込め注入材を順次注出して、まんべんなく充
填できる。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明のシールドの裏
込め注入装置およびセグメントは、シールド掘削機の外
周部に装置の一部が突出しないようにすべてをシールド
掘削機の内側に設けることができ、地山を乱すおそれが
なく、掘進抵抗もすくないものである。

【００３２】そして、シールド掘削機の内側に装置があ
ることで、目詰まり防止等のメンテナンスも容易で、自
動化、省力化が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシールドの裏込め注入装置の１実施例
を示す縦断側面図である。

【図２】本発明のシールドの裏込め注入装置のシールド
掘削機側の斜視図である。

【図３】本発明のシールドの裏込め注入装置のシールド
掘削機側の背面図である。

【図４】本発明のシールドの裏込め用セグメントの斜視
図である。

【図５】本発明のシールドの裏込め用セグメントの分解
斜視図である。

【図６】可動スリーブの一部切欠いた斜視図である。

【図７】本発明のシールドの裏込め用注入装置の他の実
施例を示す縦断側面図である。

【図８】従来例を示す同時裏込め注入装置の斜視図であ
る。

【図９】従来例を示すシールド掘削機側の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…スキンプレート ２…テール部 ３…注入管 ４…注出口 ５…注入口 ６…ピストン ７…ワイヤーロープ ８…油圧ジャッ
キ ９…テールグラウトシール 10…注入ロッド 10ａ…外管 10ｂ…内管 10ｃ…注出ヘッド 10ｄ…送込み口 11ａ…押し出し用シリンダ 11ｂ…戻し用シ
リンダ 12…リングガータ材 13…結合金物 14…逆止弁 15…シール材 16…シールドジャッキスプレッダー 17…セグメント 18…管 19…注入路 20…スリーブ 21…注入口 22…接合用スリーブ 23…注出口 24…逆止弁 25…可動スリー
ブ

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘削機のスキンプレート内側
   に、裏込め注入材の注入ロッドをシリンダを添設してシ
   ールド掘削機の後方に突出するように可動に設け、一
   方、セグメントには、この注入ロッド先端が挿入する注
   入口をトンネル長さ方向の継手面に開口し、地山側に注
   出口を開口する注入路を内部に形成したことを特徴とす
   るシールドの裏込め注入装置。
2. 【請求項２】 注入ロッド先端の外周には、セグメント
   側の注入路内壁に当接するシール材を配設する請求項１
   記載のシールドの裏込め用注入装置。
3. 【請求項３】 トンネル長さ方向の継手面に注入口を、
   地山側に注出口をそれぞれ臨ませる注入路を内部に形成
   したことを特徴とするシールドの裏込め用セグメント。
4. 【請求項４】 注入路はスリーブを嵌込んで形成し、こ
   のスリーブの一端はトンネル長さ方向の継手面で注入口
   となり、他端は反対側の継手面で他のセグメントへの接
   合用スリーブの嵌合部となり、周壁に形成する孔を注出
   口とする請求項３記載のシールドの裏込め用セグメン
   ト。
5. 【請求項５】 注入路内には、注入口側への流出を防止
   する逆止弁を設ける請求項３乃至請求項４記載のシール
   ドの裏込め用セグメント。
6. 【請求項６】 注入路内には、注入口側への流出を防止
   する逆止弁を注入口側へ移動可能に設ける請求項３乃至
   請求項５記載のシールドの裏込め用セグメント。
7. 【請求項７】 地山側の注出口は、トンネル長さ方向に
   適宜間隔で並列させる請求項３乃至請求項６記載のシー
   ルドの裏込め用セグメント。