JP3348761B2 - シールドマシンの裏込め注入装置 - Google Patents
シールドマシンの裏込め注入装置Info
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- JP3348761B2 JP3348761B2 JP29002795A JP29002795A JP3348761B2 JP 3348761 B2 JP3348761 B2 JP 3348761B2 JP 29002795 A JP29002795 A JP 29002795A JP 29002795 A JP29002795 A JP 29002795A JP 3348761 B2 JP3348761 B2 JP 3348761B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はシールドマシンの裏
込め注入装置に関し、特に、シールド工法または直打ち
ライニング打設工法において、シールドマシンが推進す
る際に発生するテールボイドを、裏込め注入用グラウト
材によって充填する際の、裏込め注入装置として適用で
きるシールドマシンの裏込め注入装置に関する。
込め注入装置に関し、特に、シールド工法または直打ち
ライニング打設工法において、シールドマシンが推進す
る際に発生するテールボイドを、裏込め注入用グラウト
材によって充填する際の、裏込め注入装置として適用で
きるシールドマシンの裏込め注入装置に関する。
【0002】
【従来の技術】シールド工法または直打ちライニング打
設工法においては、掘削を行うシールドマシンが推進す
ると、シールドマシンの後端部(テール部)にテールボ
イドと呼ばれる空隙が発生するので、この空隙部を埋め
る必要がある。このテールボイドを注入用グラウト材
(以後、裏込め注入材と記す)によって埋める作業は裏
込めと呼ばれる。
設工法においては、掘削を行うシールドマシンが推進す
ると、シールドマシンの後端部(テール部)にテールボ
イドと呼ばれる空隙が発生するので、この空隙部を埋め
る必要がある。このテールボイドを注入用グラウト材
(以後、裏込め注入材と記す)によって埋める作業は裏
込めと呼ばれる。
【0003】裏込め注入材は、テールボイド内に打設
後、地下水に希釈されないために即時にゲル化すること
が要求されるため、硬化材(以後、A液と記す)と凝固
材(以後、B液と記す)を用いる、二液式が一般的に用
いられている。
後、地下水に希釈されないために即時にゲル化すること
が要求されるため、硬化材(以後、A液と記す)と凝固
材(以後、B液と記す)を用いる、二液式が一般的に用
いられている。
【0004】二液の混合方法は、混合管内部で単にA液
とB液を合流させる方式や、A液中に霧状のB液を混ぜ
合わせる方式等があるが、比重や粘性の異なる二液を完
全に混合するには十分な方法ではなく、ゲルタイムのば
らつきや、裏込め注入材の未硬化等が発生している。
とB液を合流させる方式や、A液中に霧状のB液を混ぜ
合わせる方式等があるが、比重や粘性の異なる二液を完
全に混合するには十分な方法ではなく、ゲルタイムのば
らつきや、裏込め注入材の未硬化等が発生している。
【0005】裏込め注入装置の洗浄については、二液の
同時注入管(混合装置)内部で混ぜ合わされた裏込め注
入材のゲル化が既に始まっているため、繰り返し注入を
行っている間に、徐々に管内壁面に付着を起こし、洗浄
液を送るだけの清掃方法では固着物を除去できなくな
り、ついには閉塞を起こすこととなる。
同時注入管(混合装置)内部で混ぜ合わされた裏込め注
入材のゲル化が既に始まっているため、繰り返し注入を
行っている間に、徐々に管内壁面に付着を起こし、洗浄
液を送るだけの清掃方法では固着物を除去できなくな
り、ついには閉塞を起こすこととなる。
【0006】ところで、本出願人は内径1.2m程度の
小断面、長距離、曲線トンネルの施工において、掘削か
らトンネル覆工打設までの坑内作業を自動化した小断面
シールド現場打ち自動ライニング工法(以後M2工法と
記す)を開発した。このM2工法では同時裏込め注入方
式が採用され、テールボイドを裏込めするために、裏込
め注入装置として、図9(a) に示すように、シールドマ
シン90のテール部の後方側面に地山側に推進軸後方へ
伸びるスキンプレート91に加えて外型枠92と同時注
入管93が設けられている。
小断面、長距離、曲線トンネルの施工において、掘削か
らトンネル覆工打設までの坑内作業を自動化した小断面
シールド現場打ち自動ライニング工法(以後M2工法と
記す)を開発した。このM2工法では同時裏込め注入方
式が採用され、テールボイドを裏込めするために、裏込
め注入装置として、図9(a) に示すように、シールドマ
シン90のテール部の後方側面に地山側に推進軸後方へ
伸びるスキンプレート91に加えて外型枠92と同時注
入管93が設けられている。
【0007】従って、M2工法のテールボイドTVは一
般シールドと比較して、スキンプレート91の他に外型
枠92と同時注入管93の厚さが加わるため、図9(b)
に示すように大きくなる。
般シールドと比較して、スキンプレート91の他に外型
枠92と同時注入管93の厚さが加わるため、図9(b)
に示すように大きくなる。
【0008】また、従来のM2工法における裏込め注入
装置100は、図10に示すように、同時注入管93に
洗浄液噴射ノズル94,95を有するA,B各液の立ち
上がり管96,97と、洗浄廃液回収装置98、及び、
洗浄用テレスコピックジャッキ99から構成されてい
る。
装置100は、図10に示すように、同時注入管93に
洗浄液噴射ノズル94,95を有するA,B各液の立ち
上がり管96,97と、洗浄廃液回収装置98、及び、
洗浄用テレスコピックジャッキ99から構成されてい
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
裏込め注入装置100においては以下の点が問題点とし
てあった。
裏込め注入装置100においては以下の点が問題点とし
てあった。
【0010】(1) 立ち上がり管96,97と直角方向に
洗浄液噴射ノズル94,95から洗浄液を噴射するた
め、十分な洗浄力がえられない。また、立ち上がり管9
7の長さHが長く、洗浄液噴射ノズル94,95による
洗浄可能な範囲が、裏込め注入材のA液とB液が混合さ
れ、テールボイドに注入されるまでの同時注入管93に
限られているため、例えば、裏込め注入の進行につれて
注入圧力が上昇した場合、B液の注入管側にA液が逆流
し、B液の注入管全体が固結、閉塞するケースが多かっ
た。
洗浄液噴射ノズル94,95から洗浄液を噴射するた
め、十分な洗浄力がえられない。また、立ち上がり管9
7の長さHが長く、洗浄液噴射ノズル94,95による
洗浄可能な範囲が、裏込め注入材のA液とB液が混合さ
れ、テールボイドに注入されるまでの同時注入管93に
限られているため、例えば、裏込め注入の進行につれて
注入圧力が上昇した場合、B液の注入管側にA液が逆流
し、B液の注入管全体が固結、閉塞するケースが多かっ
た。
【0011】従来技術では、この様な場合に逆流を防止
する弁も無く、閉塞したA液、またはB液の流入口周辺
を洗浄する方法も無かったため、閉塞を起こす度に、人
力による分解、清掃を行わざるを得ず、工事の能率低下
に与える影響も大きなものとなる場合が多かった。
する弁も無く、閉塞したA液、またはB液の流入口周辺
を洗浄する方法も無かったため、閉塞を起こす度に、人
力による分解、清掃を行わざるを得ず、工事の能率低下
に与える影響も大きなものとなる場合が多かった。
【0012】(2) 同時注入管93は、図9(a) ,(b) に
示すように、シールドマシン90内の、取り付けスペー
スや作業空間の制限から、円筒型のシールドマシン90
のテール部に突き出すように設置せざるを得ないため、
直線掘進時では推力の増大を招き、曲線施工時にはシー
ルドマシンの旋回を妨げる。また同時注入管93部分の
余堀りが必要となるため、掘削周辺地盤を乱す可能性が
高く、排土量および裏込め注入量も増大する。
示すように、シールドマシン90内の、取り付けスペー
スや作業空間の制限から、円筒型のシールドマシン90
のテール部に突き出すように設置せざるを得ないため、
直線掘進時では推力の増大を招き、曲線施工時にはシー
ルドマシンの旋回を妨げる。また同時注入管93部分の
余堀りが必要となるため、掘削周辺地盤を乱す可能性が
高く、排土量および裏込め注入量も増大する。
【0013】(3) 発進時に用いるエントランスパッキン
は、同時注入管93を装備しないシールドマシン用のも
のと比較すると、突起物となる同時注入管部分の構造が
複雑になるうえ、止水性能も低下することとなる。
は、同時注入管93を装備しないシールドマシン用のも
のと比較すると、突起物となる同時注入管部分の構造が
複雑になるうえ、止水性能も低下することとなる。
【0014】本発明の目的は、混合性能向上による安定
した裏込め注入材の供給、洗浄能力不足および裏込め注
入装置内での逆流と、それらに起因する閉塞の防止、さ
らに幅広い配合の裏込め注入材に対応可能な裏込め注入
装置を提供すること、および同時注入管断面の改良によ
り掘進性能の向上を図ることにある。
した裏込め注入材の供給、洗浄能力不足および裏込め注
入装置内での逆流と、それらに起因する閉塞の防止、さ
らに幅広い配合の裏込め注入材に対応可能な裏込め注入
装置を提供すること、および同時注入管断面の改良によ
り掘進性能の向上を図ることにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項1記載の発明は、シールド工法、または直打ちライニ
ング打設工法に用いられるシールドマシンの裏込め注入
装置であって、シールドマシンのテール部の側面に設け
られた裏込め注入用グラウト材の同時注入管と、この同
時注入管に連結された前記裏込め注入用グラウト材とし
ての硬化材の注入手段と、前記同時注入管に連結された
前記裏込め注入用グラウト材としての凝固剤の注入手段
と、裏込め注入時に前記同時注入管内に突き出し、裏込
め注入終了時に前記同時注入管から引き出される裏込め
注入用グラウト材の撹拌手段とから構成され、また、前
記裏込め注入用グラウト材としての硬化材の注入手段お
よび凝固剤の注入手段の各個は、側面に硬化材あるいは
凝固剤の流入口を有する注入管と、この注入管の流入口
を開閉するピストンと、このピストンの軸線方向に貫通
する流路の先端に設けられ、通常は前記ピストンの先端
部を閉弁しているポペット弁と、前記流路の後端側に接
続された洗浄液の供給装置とから構成され、さらに、前
記注入用グラウト材の撹拌手段はスクリューで構成し、
前記同時注入管は、前記シールドマシンの外周方向に偏
平な偏平管で構成したことを特徴としている。
項1記載の発明は、シールド工法、または直打ちライニ
ング打設工法に用いられるシールドマシンの裏込め注入
装置であって、シールドマシンのテール部の側面に設け
られた裏込め注入用グラウト材の同時注入管と、この同
時注入管に連結された前記裏込め注入用グラウト材とし
ての硬化材の注入手段と、前記同時注入管に連結された
前記裏込め注入用グラウト材としての凝固剤の注入手段
と、裏込め注入時に前記同時注入管内に突き出し、裏込
め注入終了時に前記同時注入管から引き出される裏込め
注入用グラウト材の撹拌手段とから構成され、また、前
記裏込め注入用グラウト材としての硬化材の注入手段お
よび凝固剤の注入手段の各個は、側面に硬化材あるいは
凝固剤の流入口を有する注入管と、この注入管の流入口
を開閉するピストンと、このピストンの軸線方向に貫通
する流路の先端に設けられ、通常は前記ピストンの先端
部を閉弁しているポペット弁と、前記流路の後端側に接
続された洗浄液の供給装置とから構成され、さらに、前
記注入用グラウト材の撹拌手段はスクリューで構成し、
前記同時注入管は、前記シールドマシンの外周方向に偏
平な偏平管で構成したことを特徴としている。
【0016】請求項2記載の発明において、前記洗浄液
の供給装置は、前記ポペット弁を開弁させることができ
る液圧の洗浄液を供給することができるように構成した
ことを特徴としている。
の供給装置は、前記ポペット弁を開弁させることができ
る液圧の洗浄液を供給することができるように構成した
ことを特徴としている。
【0017】請求項3記載の発明は、前記ピストンに設
けられた流路の途中に、逆止弁が設けられていることを
特徴としている。
けられた流路の途中に、逆止弁が設けられていることを
特徴としている。
【0018】そして、本発明のシールドマシンの裏込め
注入装置には以下のような作用がある。
注入装置には以下のような作用がある。
【0019】(1) ピストンが逆流防止弁の働きもする
ため、裏込め注入材の逆流による固結および閉塞が防止
される。
ため、裏込め注入材の逆流による固結および閉塞が防止
される。
【0020】(2) A液、B液の各注入管内に付着した
裏込め注入材を、ピストンが強制的に除去するため、管
内が効果的に洗浄される。
裏込め注入材を、ピストンが強制的に除去するため、管
内が効果的に洗浄される。
【0021】(3) 同時注入管の偏平化により、シール
ドマシンの高さが抑制されるため、エントランスパッキ
ンが簡素化される。また曲線推進時の抵抗軽減および余
堀り量が低減される。
ドマシンの高さが抑制されるため、エントランスパッキ
ンが簡素化される。また曲線推進時の抵抗軽減および余
堀り量が低減される。
【0022】(4) 撹拌スクリューにより、A,B両液
を強制的に混合するため、品質の安定した裏込め注入材
でテールボイドが充填される。
を強制的に混合するため、品質の安定した裏込め注入材
でテールボイドが充填される。
【0023】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態は
一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で
種々の変更、あるいは改良を行いうることは言うまでも
ない。
て、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態は
一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で
種々の変更、あるいは改良を行いうることは言うまでも
ない。
【0024】図1は本発明の裏込め注入装置50が設け
られたシールドマシン60の全体構成を説明するための
概略構成図であり、裏込め注入装置50はシールドマシ
ン60のテール部に設けられている。
られたシールドマシン60の全体構成を説明するための
概略構成図であり、裏込め注入装置50はシールドマシ
ン60のテール部に設けられている。
【0025】図1において、1はシールドマシン60の
スキンプレートであり、裏込め注入装置50はこのスキ
ンプレート1上に設けられている。裏込め注入装置50
は、裏込め注入用グラウト材の同時注入管2と、同時注
入管2のシールドマシン60の先端側に設けられたテレ
スコピックジャッキ8と、同時注入管2のテレスコピッ
クジャッキ8の近傍に連結されて裏込め注入用グラウト
材としての硬化材(A液)を注入する注入管3と、この
注入管3に隣接して連結されて裏込め注入用グラウト材
としての凝固剤(B液)を注入する注入管4と、注入管
3に内蔵されたピストン9を上下動させる油圧シリンダ
ー5と、注入管4に内蔵されたピストン9−2を上下動
させる油圧シリンダー6と、裏込め注入時に同時注入管
2内に突き出して裏込め注入終了時に同時注入管から引
き出される撹拌スクリュー23とを備えている。
スキンプレートであり、裏込め注入装置50はこのスキ
ンプレート1上に設けられている。裏込め注入装置50
は、裏込め注入用グラウト材の同時注入管2と、同時注
入管2のシールドマシン60の先端側に設けられたテレ
スコピックジャッキ8と、同時注入管2のテレスコピッ
クジャッキ8の近傍に連結されて裏込め注入用グラウト
材としての硬化材(A液)を注入する注入管3と、この
注入管3に隣接して連結されて裏込め注入用グラウト材
としての凝固剤(B液)を注入する注入管4と、注入管
3に内蔵されたピストン9を上下動させる油圧シリンダ
ー5と、注入管4に内蔵されたピストン9−2を上下動
させる油圧シリンダー6と、裏込め注入時に同時注入管
2内に突き出して裏込め注入終了時に同時注入管から引
き出される撹拌スクリュー23とを備えている。
【0026】なお、図1において、3AはA液の導入
管、4BはB液の導入管、20,20−2は洗浄液の注
入口、35は廃液回収管、36は廃液回収タンク、3
7,38,39は圧力センサを示している。
管、4BはB液の導入管、20,20−2は洗浄液の注
入口、35は廃液回収管、36は廃液回収タンク、3
7,38,39は圧力センサを示している。
【0027】図2は図1に示した裏込め注入装置50の
具体的な実施例の構成を示すものであり、図3(a) は図
2のA−A線における断面図、図3(b) は図2のB−B
線における断面図を示している。
具体的な実施例の構成を示すものであり、図3(a) は図
2のA−A線における断面図、図3(b) は図2のB−B
線における断面図を示している。
【0028】図2,図3(a) ,(b) に示すように、シー
ルドマシンテール部のスキンプレート1上には、シール
ドマシンの推進軸方向に偏平な同時注入管2が設置され
ている。そして、偏平な同時注入管2の下部には、二本
の注入管3,4、二本の複動式油圧シリンダー(以後単
に油圧シリンダーと記す)5,6、及び、撹拌スクリュ
ー23が取り付けられている。また、同時注入管2の左
側の一端(シールドマシン60側)には、同時注入管2
の内部に付着した裏込め注入材を除去するテレスコピッ
クジャッキ8が取り付けられている。
ルドマシンテール部のスキンプレート1上には、シール
ドマシンの推進軸方向に偏平な同時注入管2が設置され
ている。そして、偏平な同時注入管2の下部には、二本
の注入管3,4、二本の複動式油圧シリンダー(以後単
に油圧シリンダーと記す)5,6、及び、撹拌スクリュ
ー23が取り付けられている。また、同時注入管2の左
側の一端(シールドマシン60側)には、同時注入管2
の内部に付着した裏込め注入材を除去するテレスコピッ
クジャッキ8が取り付けられている。
【0029】注入管3の中にはピストン9が設けられて
いる。このピストン9は主に、ピストン9の軸線方向に
設けられた流路9A、流路9Aの先端部に取り付けられ
たポペット弁10、ポペット弁10を流路9Aを閉弁方
向に付勢するスプリング11、拘束用リング12,1
3、カラー14、スペーサー15、シール16,17、
及び、流路9A内に設けられた逆流防止用スチールボー
ル18から構成されている。また、注入管3の側面には
A液を注入する裏込め注入材の流入口34が開口してい
る。シール17はピストン9の摺動部をシールしてお
り、ねじ込み式の蓋19により立ち上がり管内に収めら
れている。また、ピストン9の下部は、連結板32を介
して注入管3と平行に設置されている油圧シリンダー5
と連結されている。20は流路9Aの下端にある洗浄液
の注水口、22は通水口である。
いる。このピストン9は主に、ピストン9の軸線方向に
設けられた流路9A、流路9Aの先端部に取り付けられ
たポペット弁10、ポペット弁10を流路9Aを閉弁方
向に付勢するスプリング11、拘束用リング12,1
3、カラー14、スペーサー15、シール16,17、
及び、流路9A内に設けられた逆流防止用スチールボー
ル18から構成されている。また、注入管3の側面には
A液を注入する裏込め注入材の流入口34が開口してい
る。シール17はピストン9の摺動部をシールしてお
り、ねじ込み式の蓋19により立ち上がり管内に収めら
れている。また、ピストン9の下部は、連結板32を介
して注入管3と平行に設置されている油圧シリンダー5
と連結されている。20は流路9Aの下端にある洗浄液
の注水口、22は通水口である。
【0030】注入管4の構成は注入管3の構成と同じで
あり、注入管4の中にはピストン9−2が設けられてお
り、ピストン9−2の先端部にはポペット弁10−2が
設けられている。図2にはピストン9−2が油圧シリン
ダー6によって上昇させられた状態が示されており、こ
の状態ではピストン9−2と注入管4との間に空間21
が形成されている。また、ピストン9−2が上昇した状
態では、ピストン9−2の側面によってB液を注入する
裏込め注入材の流入口34は閉じられている。20−2
は流路9Aの下端にある洗浄液の注水口、22は通水口
である。
あり、注入管4の中にはピストン9−2が設けられてお
り、ピストン9−2の先端部にはポペット弁10−2が
設けられている。図2にはピストン9−2が油圧シリン
ダー6によって上昇させられた状態が示されており、こ
の状態ではピストン9−2と注入管4との間に空間21
が形成されている。また、ピストン9−2が上昇した状
態では、ピストン9−2の側面によってB液を注入する
裏込め注入材の流入口34は閉じられている。20−2
は流路9Aの下端にある洗浄液の注水口、22は通水口
である。
【0031】洗浄液の噴射について注入管3を用いて説
明する。ピストン9の下端の注水口20より洗浄液が圧
送されると、洗浄液は逆流防止スチールボール18を押
し上げ、次いでポペット弁10をスプリング11の反発
力に打ち勝って押し上げ、ポペット弁10とカラー14
の隙間から勢いよく噴出し、注入管3の内面を洗浄す
る。この洗浄液を全方位に噴射するためには、ポペット
弁10をスムーズに上下させなければならない。拘束リ
ング12,13はポペット弁10をスムーズに上下させ
るために挿入されており、この拘束リング12,13に
よって常にポペット弁10がピストン本体9内部をまっ
すぐに上下する。これらの拘束リング12,13には適
当な大きさの穴が開けてあり、洗浄液の通過を妨げな
い。また、ポペット弁10が上がり過ぎて、カラー14
との隙間を適正に保てない場合は、洗浄液の噴射圧力が
低下するため、スペーサー15が拘束リング12と13
の間に挿入されており、ポペット弁10の上がり過ぎが
防止されるような構造となっている。
明する。ピストン9の下端の注水口20より洗浄液が圧
送されると、洗浄液は逆流防止スチールボール18を押
し上げ、次いでポペット弁10をスプリング11の反発
力に打ち勝って押し上げ、ポペット弁10とカラー14
の隙間から勢いよく噴出し、注入管3の内面を洗浄す
る。この洗浄液を全方位に噴射するためには、ポペット
弁10をスムーズに上下させなければならない。拘束リ
ング12,13はポペット弁10をスムーズに上下させ
るために挿入されており、この拘束リング12,13に
よって常にポペット弁10がピストン本体9内部をまっ
すぐに上下する。これらの拘束リング12,13には適
当な大きさの穴が開けてあり、洗浄液の通過を妨げな
い。また、ポペット弁10が上がり過ぎて、カラー14
との隙間を適正に保てない場合は、洗浄液の噴射圧力が
低下するため、スペーサー15が拘束リング12と13
の間に挿入されており、ポペット弁10の上がり過ぎが
防止されるような構造となっている。
【0032】ピストン9の内部への裏込め注入材の逆
流、閉塞は、ピストン9の内部がシール16,17及び
逆流防止用スチールボール18によって、常に洗浄液で
満たされていることから非常に起こりにくい。仮にピス
トン9の内部に裏込め注入材が流入したとしても、洗浄
液によって希釈される。これに加えて、本ピストン9は
伸び状態から縮み状態になる際には、空間21に溜まっ
ている洗浄液が通水孔22およびピストン9の内部を通
るので、ピストン9の内部の汚れた洗浄液がポペット弁
10とカラー14の隙間から強制的に、同時注入管2の
内部に排出されることになる。
流、閉塞は、ピストン9の内部がシール16,17及び
逆流防止用スチールボール18によって、常に洗浄液で
満たされていることから非常に起こりにくい。仮にピス
トン9の内部に裏込め注入材が流入したとしても、洗浄
液によって希釈される。これに加えて、本ピストン9は
伸び状態から縮み状態になる際には、空間21に溜まっ
ている洗浄液が通水孔22およびピストン9の内部を通
るので、ピストン9の内部の汚れた洗浄液がポペット弁
10とカラー14の隙間から強制的に、同時注入管2の
内部に排出されることになる。
【0033】以上の洗浄液の噴射については、注入管4
においても全くその動作が同じであるので、注入管4側
の説明は省略する。
においても全くその動作が同じであるので、注入管4側
の説明は省略する。
【0034】次に、撹拌手段の構成について説明する。
図2,図3(b) に示す撹拌手段は、撹拌スクリュー2
3、歯車付き回転軸24、中筒25、ギヤボックス2
6、高速回転モーター27、および軸受け給油装置28
から構成されている。中筒25の摺動部にはシール30
が挿入されており、ねじ込み式の蓋40により外筒33
の端部に取り付けられている。撹拌スクリュー23は歯
車付き回転軸24にねじ込み式で固定されている。撹拌
スクリュー23の基部の外筒33との摺動面にはシール
29が嵌め込まれており、油膜の保持および水、土砂等
の浸入を防いでいる。また中筒25はギヤボックス26
を介して、外筒33と平行に設置されている油圧シリン
ダー7と連結されている。
図2,図3(b) に示す撹拌手段は、撹拌スクリュー2
3、歯車付き回転軸24、中筒25、ギヤボックス2
6、高速回転モーター27、および軸受け給油装置28
から構成されている。中筒25の摺動部にはシール30
が挿入されており、ねじ込み式の蓋40により外筒33
の端部に取り付けられている。撹拌スクリュー23は歯
車付き回転軸24にねじ込み式で固定されている。撹拌
スクリュー23の基部の外筒33との摺動面にはシール
29が嵌め込まれており、油膜の保持および水、土砂等
の浸入を防いでいる。また中筒25はギヤボックス26
を介して、外筒33と平行に設置されている油圧シリン
ダー7と連結されている。
【0035】ここで、以上のように構成された裏込め注
入装置50の動作を図4から図8に示す概略構成図を用
いて説明する。この概略構成図には主要な構成部材のみ
が示されている。
入装置50の動作を図4から図8に示す概略構成図を用
いて説明する。この概略構成図には主要な構成部材のみ
が示されている。
【0036】(1) 注入開始前の状態(図4) 裏込め注入停止時には、テレスコピックジャッキ8は伸
長状態にあり、同時注入管2の裏込め注入材の注入口側
からの地下水、及び打設直後の裏込め注入材の逆流を防
止している。また、注入管3,4内のピストン9,9−
2は二つとも、それぞれの油圧シリンダー5,6によ
り、全ストロークのうち上部に位置している。この状態
では、ピストン9,9−2は共にA液、B液の注入管3
A,4Bの流入口34を塞いでいる。従って、この状態
では、ピストン9,9−2は共に、注入管3,4内への
同時注入管2側からの逆流防止、及び注入管3,4に流
入するA,B各液のストップバルブとして機能してい
る。
長状態にあり、同時注入管2の裏込め注入材の注入口側
からの地下水、及び打設直後の裏込め注入材の逆流を防
止している。また、注入管3,4内のピストン9,9−
2は二つとも、それぞれの油圧シリンダー5,6によ
り、全ストロークのうち上部に位置している。この状態
では、ピストン9,9−2は共にA液、B液の注入管3
A,4Bの流入口34を塞いでいる。従って、この状態
では、ピストン9,9−2は共に、注入管3,4内への
同時注入管2側からの逆流防止、及び注入管3,4に流
入するA,B各液のストップバルブとして機能してい
る。
【0037】また、撹拌スクリュー23は油圧シリンダ
ー7によって全ストロークの下部に位置しており、同時
注入管2内には突出していない。
ー7によって全ストロークの下部に位置しており、同時
注入管2内には突出していない。
【0038】(2) 注入開始時の状態(図5) 裏込め注入を開始する場合は、先ずテレスコピックジャ
ッキ8が縮められ、次いで注入管3内のピストン9が油
圧シリンダー5により完全に下げられる。この状態では
A液の注入管3Aの流入口34が開かれ、A液の同時注
入管2への注入が開始される。このときには、注入管4
内のピストン9−2は、油圧シリンダー6により全スト
ロークのうち上部に位置しており、ピストン9−2はB
液の注入管4Bの流入口34を塞いでいる。また、撹拌
スクリュー23は油圧シリンダー7によって全ストロー
クの下部に位置しており、同時注入管2内には突出して
いない。
ッキ8が縮められ、次いで注入管3内のピストン9が油
圧シリンダー5により完全に下げられる。この状態では
A液の注入管3Aの流入口34が開かれ、A液の同時注
入管2への注入が開始される。このときには、注入管4
内のピストン9−2は、油圧シリンダー6により全スト
ロークのうち上部に位置しており、ピストン9−2はB
液の注入管4Bの流入口34を塞いでいる。また、撹拌
スクリュー23は油圧シリンダー7によって全ストロー
クの下部に位置しており、同時注入管2内には突出して
いない。
【0039】(3) 注入開始から所定時間後の状態(図
6) A液が同時注入管2内に十分流入された後に、注入管4
内のピストン9−2が油圧シリンダー6により必要量下
げられ、B液の注入が開始される。なお、必要量とは、
B液の注入管4Bの流入口34の断面積が、使用する裏
込め注入材の配合に合った流量を流しうるようなピスト
ン9−2のストロークを意味する。
6) A液が同時注入管2内に十分流入された後に、注入管4
内のピストン9−2が油圧シリンダー6により必要量下
げられ、B液の注入が開始される。なお、必要量とは、
B液の注入管4Bの流入口34の断面積が、使用する裏
込め注入材の配合に合った流量を流しうるようなピスト
ン9−2のストロークを意味する。
【0040】B液の注入開始と同時に、撹拌スクリュー
23が油圧シリンダー7により、同時注入管2内に押し
出され、モータ27によってギヤボックス26を介して
高速で回転させられる。この結果、注入管3からのA液
と注入管4からのB液の両液が、撹拌スクリュー23に
よって同時注入管2内で十分に混ぜ合わされて注入が行
なわれる。
23が油圧シリンダー7により、同時注入管2内に押し
出され、モータ27によってギヤボックス26を介して
高速で回転させられる。この結果、注入管3からのA液
と注入管4からのB液の両液が、撹拌スクリュー23に
よって同時注入管2内で十分に混ぜ合わされて注入が行
なわれる。
【0041】(4) 注入停止時の状態(図7) 裏込め注入を停止する場合は、先ずピストン9−2が油
圧シリンダ6によって上げられ、B液の流入口34が遮
断されて同時注入管2へのB液の注入が停止されると共
に、A液の逆流が防止される。次いでピストン9が油圧
シリンダ5によって上げられ、A液流入口34が遮断さ
れて同時注入管2へのA液の注入が停止される。図7に
示すように、撹拌スクリュー23はしばらく回転させら
れ、撹拌スクリュー23の遠心力で裏込め材がはね飛ば
される。この状態が暫く続いた後に、撹拌スクリュー2
3は油圧シリンダ7によって外筒33の内部に格納され
る。最後にテレスコピックジャッキ8が伸ばされて、同
時注入管2内に残った裏込め注入材がテールボイドに押
し込まれ、裏込め注入が完了する。この状態が図4の状
態である。
圧シリンダ6によって上げられ、B液の流入口34が遮
断されて同時注入管2へのB液の注入が停止されると共
に、A液の逆流が防止される。次いでピストン9が油圧
シリンダ5によって上げられ、A液流入口34が遮断さ
れて同時注入管2へのA液の注入が停止される。図7に
示すように、撹拌スクリュー23はしばらく回転させら
れ、撹拌スクリュー23の遠心力で裏込め材がはね飛ば
される。この状態が暫く続いた後に、撹拌スクリュー2
3は油圧シリンダ7によって外筒33の内部に格納され
る。最後にテレスコピックジャッキ8が伸ばされて、同
時注入管2内に残った裏込め注入材がテールボイドに押
し込まれ、裏込め注入が完了する。この状態が図4の状
態である。
【0042】(5) 裏込め注入装置内の洗浄時の状態(図
8) 裏込め注入装置内部を洗浄する場合は、テレスコピック
ジャッキ8が伸ばされたままの状態で、各ピストン9,
9−2の下端に設けられた注水口20,20−2より洗
浄液が流路9A,9A−2内に送られ、洗浄液の圧力で
それぞれのポペット弁10,10−2を押し上げて洗浄
液を同時注入管2内に噴射させる。
8) 裏込め注入装置内部を洗浄する場合は、テレスコピック
ジャッキ8が伸ばされたままの状態で、各ピストン9,
9−2の下端に設けられた注水口20,20−2より洗
浄液が流路9A,9A−2内に送られ、洗浄液の圧力で
それぞれのポペット弁10,10−2を押し上げて洗浄
液を同時注入管2内に噴射させる。
【0043】同時注入管2内が洗浄液で満たされたら、
撹拌スクリュー23を格納したままの状態で回転させて
洗浄する。最後に各ピストン9,9−2からの洗浄液の
噴射及び撹拌スクリュー23の回転を停止させ、テレス
コピックジャッキ8が縮められる。洗浄後の廃液はテレ
スコピックジャッキ8の収縮によって配管35(図1参
照)に集められ、シールドマシン内の廃液回収タンク3
6(図1参照)に戻される。
撹拌スクリュー23を格納したままの状態で回転させて
洗浄する。最後に各ピストン9,9−2からの洗浄液の
噴射及び撹拌スクリュー23の回転を停止させ、テレス
コピックジャッキ8が縮められる。洗浄後の廃液はテレ
スコピックジャッキ8の収縮によって配管35(図1参
照)に集められ、シールドマシン内の廃液回収タンク3
6(図1参照)に戻される。
【0044】以上の洗浄工程が終了後、テレスコピック
ジャッキ8は再び伸ばされ、同時注入管2の裏込め注入
材の注入口からの地下水及び打設直後の裏込め注入材の
逆流が防止される。
ジャッキ8は再び伸ばされ、同時注入管2の裏込め注入
材の注入口からの地下水及び打設直後の裏込め注入材の
逆流が防止される。
【0045】(6) 注入圧力上昇時の処置 図1において、注入時の裏込め注入材の付着等により、
裏込め注入装置50の内部の圧力が増大した場合は、こ
の状態が各注入管3,4及び同時注入管2に設けられた
圧力センサ37,38,39によって閉塞の前兆として
検出される。この場合は、直ちに前述の注入停止手順と
洗浄手順を実施することにより、裏込め注入装置50の
閉塞を未然に防止することができる。
裏込め注入装置50の内部の圧力が増大した場合は、こ
の状態が各注入管3,4及び同時注入管2に設けられた
圧力センサ37,38,39によって閉塞の前兆として
検出される。この場合は、直ちに前述の注入停止手順と
洗浄手順を実施することにより、裏込め注入装置50の
閉塞を未然に防止することができる。
【0046】
【発明の効果】この発明によれば (1) ピストンが逆流防止弁の働きもするため、裏込め
注入材の逆流による固結および閉塞を防止できる。 (2) A液、B液の各注入管内に付着した裏込め注入
材を、ピストンが強制的に除去できるため、管内を効果
的に洗浄できる。 (3) 同時注入管を偏平に構成したから、シールドマ
シンの高さを抑制できるため、エントランスパッキンを
簡素化でき、さらに、曲線推進時の抵抗軽減および余堀
り量を低減できる。 (4) 撹拌スクリューにより、A,B両液を強制的に
混合できるため、品質の安定した裏込め注入材を充填で
きる。従ってこの発明は、裏込め注入装置が閉塞を起こ
すことなく、同時注入を行うことができ、同時注入管お
よび注入管の清掃および交換といった維持補修の工程を
大幅に減少することができて建設コストを削減できる。
さらに、品質の安定した裏込め注入材でテールボイドを
早期に充填することができるため、路面沈下量およびト
ンネル内への漏水量を減少でき、安全性および品質を大
幅に向上することができる。
注入材の逆流による固結および閉塞を防止できる。 (2) A液、B液の各注入管内に付着した裏込め注入
材を、ピストンが強制的に除去できるため、管内を効果
的に洗浄できる。 (3) 同時注入管を偏平に構成したから、シールドマ
シンの高さを抑制できるため、エントランスパッキンを
簡素化でき、さらに、曲線推進時の抵抗軽減および余堀
り量を低減できる。 (4) 撹拌スクリューにより、A,B両液を強制的に
混合できるため、品質の安定した裏込め注入材を充填で
きる。従ってこの発明は、裏込め注入装置が閉塞を起こ
すことなく、同時注入を行うことができ、同時注入管お
よび注入管の清掃および交換といった維持補修の工程を
大幅に減少することができて建設コストを削減できる。
さらに、品質の安定した裏込め注入材でテールボイドを
早期に充填することができるため、路面沈下量およびト
ンネル内への漏水量を減少でき、安全性および品質を大
幅に向上することができる。
【図1】本発明の一実施形態の裏込め注入装置を備えた
シールドマシンの全体構成を示す図である。
シールドマシンの全体構成を示す図である。
【図2】図1のシールドマシンの裏込め注入装置の一実
施例の要部の構成を示す断面図である。
施例の要部の構成を示す断面図である。
【図3】(a) は図2の裏込め注入装置のA−A線におけ
る断面図、(b) は図2の裏込め注入装置のB−B線にお
ける断面図である。
る断面図、(b) は図2の裏込め注入装置のB−B線にお
ける断面図である。
【図4】本発明のシールドマシンの裏込め注入装置の注
入開始前の状態を示す説明図である。
入開始前の状態を示す説明図である。
【図5】本発明のシールドマシンの裏込め注入装置にお
いてA液のみを注入する注入開始時の状態を示す説明図
である。
いてA液のみを注入する注入開始時の状態を示す説明図
である。
【図6】本発明のシールドマシンの裏込め注入装置にお
いてA液とB液の両方を注入する注入時の状態を示す説
明図である。
いてA液とB液の両方を注入する注入時の状態を示す説
明図である。
【図7】本発明のシールドマシンの裏込め注入装置にお
ける注入停止時の状態を示す説明図である。
ける注入停止時の状態を示す説明図である。
【図8】本発明のシールドマシンの裏込め注入装置にお
ける内部洗浄時の状態を示す説明図である。
ける内部洗浄時の状態を示す説明図である。
【図9】(a) は裏込め注入装置が設けられた従来のシー
ルドマシンの構成を示す全体構成図、(b) は(a) の裏込
め注入装置の部位における断面図である。
ルドマシンの構成を示す全体構成図、(b) は(a) の裏込
め注入装置の部位における断面図である。
【図10】従来のシールドマシンの裏込め注入装置の構
成を示す図である。
成を示す図である。
1 スキンプレート 2 同時注入管 3 注入管 4 注入管 5 油圧シリンダー 6 油圧シリンダー 7 油圧シリンダー 8 テレスコピックジャッキ 9 ピストン本体 9−2 ピストン本体 10 ポペット 10−2 ポペット 11 スプリング 12 拘束用リング 13 拘束用リング 14 カラー 15 スペーサー 16 シール 17 シール 18 逆流防止用スチールボール 19 ねじ込み式蓋 20 注水口 20−2 注水口 21 空間 22 通水口 23 撹拌スクリュー 24 歯車付き回転軸 25 中筒 26 ギヤボックス 27 高速回転モーター 28 軸受け給油装置 29 シール 30 シール 32 連結板 33 外筒 34 裏込め注入材流入口 35 廃液回収管 36 廃液回収タンク 37 圧力センサ 38 圧力センサ 39 圧力センサ 40 ねじ込み式蓋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 弘一郎 東京都港区赤坂四丁目13番13号 株式会 社協和エクシオ内 (72)発明者 大越 一朗 東京都港区赤坂四丁目13番13号 株式会 社協和エクシオ内 (56)参考文献 特開 平3−8997(JP,A) 特開 平2−62205(JP,A) 実開 平4−37698(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 11/00
Claims (3)
- 【請求項1】 シールド工法、または直打ちライニング
打設工法に用いられるシールドマシンの裏込め注入装置
であって、 シールドマシンのテール部の側面に設けられた裏込め注
入用グラウト材の同時注入管と、 この同時注入管に連結された前記裏込め注入用グラウト
材としての硬化材の注入手段と、 前記同時注入管に連結された前記裏込め注入用グラウト
材としての凝固剤の注入手段と、 裏込め注入時に前記同時注入管内に突き出し、裏込め注
入終了時に前記同時注入管から引き出される裏込め注入
用グラウト材の撹拌手段とから構成され、 前記裏込め注入用グラウト材としての硬化材の注入手段
および凝固剤の注入手段の各個は、 側面に硬化材あるいは凝固剤の流入口を有する注入管
と、 この注入管の流入口を開閉するピストンと、 このピストンの軸線方向に貫通する流路の先端に設けら
れ、通常は前記ピストンの先端部を閉弁しているポペッ
ト弁と、 前記流路の後端側に接続された洗浄液の供給装置とから
構成され、 前記注入用グラウト材の撹拌手段はスクリューで構成さ
れ、 前記同時注入管は、前記シールドマシンの外周方向に偏
平な偏平管で構成したことを特徴とするシールドマシン
の裏込め注入装置。 - 【請求項2】 前記洗浄液の供給装置は、前記ポペット
弁を開弁させることができる液圧の洗浄液を供給するこ
とを特徴とする請求項1に記載のシールドマシンの裏込
め注入装置。 - 【請求項3】 前記ピストンに設けられた流路の途中
に、逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項1
または請求項2に記載のシールドマシンの裏込め注入装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29002795A JP3348761B2 (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | シールドマシンの裏込め注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29002795A JP3348761B2 (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | シールドマシンの裏込め注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09132996A JPH09132996A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3348761B2 true JP3348761B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=17750844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29002795A Expired - Fee Related JP3348761B2 (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | シールドマシンの裏込め注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3348761B2 (ja) |
-
1995
- 1995-11-08 JP JP29002795A patent/JP3348761B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09132996A (ja) | 1997-05-20 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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