JPH0784838B2 - 場所打ちシールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はコンクリートを現場打ちして構築するシールド
掘進機に関するものであり、特に地山からの地下水の掘
進機内部に進入する、コンクリートの流出を阻止できる
シールド掘進機の構成に関するものである。

＜従来の技術＞ シールドトンネルを構築するにあたっては、既製のセグ
メントを現場で組み立てる方法と、型枠を用いて現場で
コンクリートを打設して構築する方法が存在する。

本発明は後者の構築技術に関するものである。

一般にコンクリートを現場打ちする場合、コンクリート
がまた硬化する前に地下水が湧出してくることによって
シールド掘進機内部に流れだし、作業環境を悪化すると
ともにコンクリートの一部を流してしまうという問題が
あった。

＜本発明の目的＞ 本発明は上記のような点を改善するためになされたもの
で、コンクリートが硬化する以前にシールド掘進機内部
に地下水が流出することのないように構成したシールド
掘進機の構成を提供することを目的とする。

＜本発明の構成＞ ＜イ＞全体の構成（第１図） シールド掘進機４の後方には内型枠５を位置せしめる。

シールド掘進機４の前進は内型枠５に反力を取って行
う。

一方打設したコンクリートの妻側からの流失は圧力保持
リング１と環状シール９とによって阻止するが、圧力保
持リング１には自立する強度はないからスライド妻板に
固定する。

そして打設したコンクリートは圧力保持リング１を介し
てプレスジャッキ６で加圧し、両者の間にはスライド妻
板を位置させる。

＜ロ＞圧力保持リング 圧力保持リング１は環状の円盤板である。

この圧力保持リング１は、タイロッド２と共働してコン
クリートを加圧しつづけることと、埋め殺されてトンネ
ルコンクリートを補強することを目的とした組立式のリ
ング部材である。

この圧力保持リング１の板面には、タイロッド２の貫通
用の孔が複数開設してある。

シールド掘進機４の操縦性を向上させるために、圧力保
持リング１の板幅はコンクリートの覆工厚よりも小さく
設定する。

その結果、テールプレート41および内型枠５の各面との
接触が回避され、シールド掘進機４の操縦性を確保す
る。

そして、下記に説明するスライド妻板によってフレッシ
ュコンクリートの流出の阻止を図る。

＜ニ＞スライド妻板 スライド妻板は２枚の環状板、すなわち環状リング３
と、環状妻板８によって構成する。

環状リング３は中間にスリット31を介在させた二重の板
体であり、そのスリット31内を環状妻板８が摺動可能で
ある。

＜ホ＞環状リング 環状リング３はシールド掘進機４のテールプレート41の
内径と等しい外径を有している。

この環状リング３の前後の面には、多数のタイロッド２
などの補強材を貫通する挿入孔を開口し、環状リング３
の機体側にはタイロッド２の接合作業などを行う作業孔
を開口する。

さらに環状リング３の掘進先端側の面にはセンターホー
ルジャッキをプレスジャッキ６として取り付ける。

＜ホ＞環状妻板 環状リング３のスリット31内には、内型枠５の外径と等
しい内径を有する環状妻板８の外周側を位置させ、内型
枠５の最先端の推力伝達型枠51の外周側に摺動自在に搭
載する。

この環状妻板８は環状リング３に固定するのではなく、
両者は相互にトンネルの半径方向に摺動可能に組み合わ
せる。

＜ヘ＞環状妻板の作動 環状妻板８は環状リング３内に摺動自在に収納されてい
る。

そして環状妻板８は、内型枠５の端の推力伝達型枠51の
上に登載されている。

施工に際しては、内型枠５は正確な中心線を維持してお
り、一方シールド掘進機４は掘進中に上下、左右に移動
して中心線から外れてしまうことは避けられない。

ところが本発明の環状リング３外周はシールド掘進機４
のテールプレート41の内側に接触しており、環状妻板８
の内面は内型枠５または同径の推力伝達型枠51の外周面
に接触している。

したがって環状妻板８は環状リング３内で自由に移動し
つつ、つねに両者が一体となって、妻板としてコンクリ
ートの流出を阻止することになる。

＜ト＞環状シール テールプレート41の終端、または終端に近い部分の内側
に溝を刻設する。

そして溝内部に膨脹、収縮自在の可撓性の環状のパイプ
を環状シール９として位置させる。

この環状シール９はいわば細長い風船のような袋体であ
り、圧縮空気、あるいは液体を供給することによって膨
脹、収縮させる。

＜本発明の作用＞ つぎにトンネルの施工方法について説明する。

＜イ＞タイロッドの延長 第４図で前工程で構築したコンクリート７の端部を示
す。

このコンクリート７の端には、圧力保持リング１とタイ
ロッド２が露出し、そして各タイロッド２の端には定着
具21が装着してある。

このコンクリート７に新たなコンクリートを打ち継ぎす
るには、まず既設のコンクリート７から突出するタイロ
ッド２に接続具22を螺着して別途のタイロッド２を接続
する。

＜ロ＞リング類の組み付け（第５図） つづいて、トンネル内に分割された圧力保持リング１を
搬入する。

シールド掘進機４のテールプレート41内では推力伝達型
枠51を内型枠５と離して機体側に１スパン分移動させて
位置させている。

そこでこの推力伝達型枠51の上に環状妻板８を介して位
置させた環状リング３の側面に、圧力保持リング１を仮
に固定して組み立てる。

圧力保持リング１を組み立てる際、第４図に示すように
各タイロッド２を圧力保持リング１および環状リング
３、および環状リング３に固定したプレスジャッキ６内
に貫通させる。

＜ハ＞型枠の組み立て（第５図） 次にテールプレート41の内部で内型枠５を組み立てる。

＜ニ＞コンクリートの圧入（第６図） 環状リング３と環状妻板８とによって妻側を閉塞し、環
状リング３に圧力保持リング１を取り付ける。

その結果、スライド妻板と内型枠５内とテールプレート
41とで包囲された遮蔽空間が形成されることになる。

この遮蔽空間内の全域に、内型枠５に接続したコンクリ
ート注入管からコンクリート７を注入する。

＜ホ＞コンクリートの加圧（第７図） つづいてプレスジャッキ６を一斉に作動して各タイロッ
ド２を牽引すると、まだ硬化しない状態のコンクリート
７が加圧されコンクリート７が地山に押し付けられ、余
剰水が地山中に排水される。

コンクリート７の加圧中、環状妻板８が内型枠５の外周
か、内型枠の外径と同寸法の推力伝達型枠51の外周に接
触しているから、コンクリート７の妻側からの流出が阻
止される。

＜ヘ＞シールドの掘進（第８図） シールド掘進機４側に設けた推進用ジャッキ42を伸長し
て内型枠５に反力を得ながら、シールド掘進機４を前進
させる。

すると、シールド掘進機４の前進と同時にテールプレー
ト41も切羽側に移動する。

その結果、コンクリートはテールプレート41の通過によ
り露出した地山に押し付けられる。

コンクリート７が地山に密着するまでの間は、プレスジ
ャッキ６で加圧し続ける。

シールド掘進機４の掘進時は、環状シール９は収縮させ
ておく。

そのため、環状シール９は溝内に収納されて、テールプ
レート41の内周面からは突出しない。

従って、シールド掘進機４の推進時において、環状シー
ル９が推進の妨げとなることがなく、また環状シール９
自体が破損するおそれもない。

＜ト＞地下水の排除 コンクリートが硬化するまで環状シール９を膨脹させて
おく。

すると地山から湧出してくる地下水は環状シール９で阻
止されてシールド掘進機４内部に流れ込んでくることが
ない。

同時にまだ固まらないコンクリートが流れ出してくるこ
ともない。

この環状シール９の膨脹部分は溝となって残るが、次の
コンクリートを打設することによって埋設される。

＜チ＞圧力保持リングの定着 コンクリートに所定の強度が発現してきたら、環状リン
グ３の作業孔を利用して、定着具21を締め付け、圧力保
持リング１を定着する。

定着具21としては、ねじ込み式や、あるいは楔式、ある
いはタイロッド２の外周に窪みを配列したものに、タイ
ロッド２の横方向から装着できるクリップ式などを採用
することができる。

＜リ＞妻板の撤去 圧力保持リング１の定着作業を完了したら、推力伝達型
枠51と一緒に環状妻板８と環状リング３とを後退させて
撤去する。

以上の工程を繰り返して、順次コンクリートを打ち継ぎ
して所定のトンネルを構築する。

＜ヌ＞曲線通過、方向修正時 トンネルが曲線を通過したり、掘進方向を修正する場
合、シールド掘進機４と内型枠５との相対的移動量に応
じて環状妻板８が自由に移動して、常に環状リング３と
テールプレート41との離れ間隔を補うことになる。

したがってシールド掘進機４の自由な動きが許容される
から円滑に施工できる。

＜ル＞他の実施例 以上はスライド妻板をシールド掘進機４側に接触してい
る環状リング３と、内型枠５に接触している環状妻板８
とによって構成したが、第９図に示すようにその反対の
構成を採用することもできる。

すなわち二重の板体の間にスリット81を設け、内型枠５
の外径にほぼ等しい内径の孔を開設した環状リング8a
と、テールプレート41の内径とほぼ等しい外径を有する
環状妻板3aとより構成し、環状リング8aのスリット81内
で、環状妻板3aを円周方向にスライド自在に構成したも
のである。

なを環状リング8aが内型枠５と接触する面にはシール82
を位置させておく。

＜本発明の効果＞ 本発明は以上説明したようになるから、つぎのような効
果を得ることができる。

＜イ＞シールド掘進機の後端、またはその近くに環状シ
ールを膨脹、縮小自在に位置させてある。

したがって地山から湧水する地下水がシールド掘進機内
部に流出することを阻止できる。

その結果作業環境の悪化を防止できるとともに、まだ固
まらないコンクリートの流出を阻止することができる。

＜ロ＞内型枠の位置はつねに正確な中心線上に位置して
いる。

一方シールド掘進機の方は必ずしも正確に掘進すること
はできない。

したがって両者の間の距離は常に変化していることにな
り、その結果コンクリートを打設した場合に妻側からの
コンクリートの流出の可能性が発生する。

しかるにスライド妻板の内周は常に型枠外周面と接触
し、またスライド妻板の外周は常にシールド掘進機内周
面と接触しており、スライド妻板幅の変化は、２つの環
状体の内周側と外周側の重合部で行われる。

従って、何等操作を行わなくても、スライド妻板と型枠
外周面及びシールド掘進機内周面との間は常に閉塞され
ており、コンクリートの流出を確実に防止することがで
きる。

また、スライド妻板は環状ボックスと環状妻板を組み合
わせただけの簡単な構造であるため、コストの低減を図
ることができる。

＜ハ＞型枠とシールド掘進機とに間隙を発生させない妻
板がスライド自在に位置している。

したがって、コンクリート打設用の型枠の妻板の寸法
は、シールド掘進機の内径寸法との関係を考慮せずに製
造することができる。

その結果従来よりも半径の小さい曲線の施工をスムーズ
に行うことができる。

＜ニ＞本発明では、タイロッドや鉄筋などの補強材が一
重の場合について説明したが、これが二重になっても作
業内容は同様である。

また補強材はタイロッドにかぎらず、通常の鉄筋、もっ
と可撓性の大きいフレキシブル鉄筋、その他の公知の補
強用の材料を使用することももちろん可能である。

＜ホ＞環状シールを収縮させておけば、テールプレート
の内周面から突出しないため、シールド掘進機の推進時
において、環状シールが推進の妨げとなることがなく、
また環状シール自体が破損するおそれもない。

＜ヘ＞本発明のシールド掘進機は、推進反力を内型枠に
とる方法であり、場所打ちしたコンクリートを加圧する
のは、推進ジャッキとは別体の加圧専用のプレスジャッ
キにより行う。

従って、プレスジャッキの油圧調整によりコンクリート
の加圧力を微調整することができ、良好なコンクリート
ライニングを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明の掘進機を使用した施工状態の説明図 第２図：環状リングの断面図 第３〜８図：施工順序の説明図 第９図 他の実施例の説明図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 伸行 神奈川県横浜市港北区太尾町778―５ (72)発明者 西尾 仁 神奈川県横浜市緑区藤が丘２―３―17 (72)発明者 前田 強司 東京都町田市成瀬１―16―22 (72)発明者 赤澤 正幸 東京都町田市成瀬１―14―17 (56)参考文献 実開 昭56−125496（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−185794（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド掘進機の後方に型枠を位置せし
   め、 内型枠に反力をとって、掘進機を前進させ、 同時に型枠内にコンクリートを場所打ちする装置におい
   て、 シールド掘進機のテールプレートの内径と等しい外径の
   環状体と、 内型枠の外径と等しい内径の環状体とを、 トンネルの半径方向に相互に摺動自在に組み合わせてス
   ライド妻板を構成し、 スライド妻板の移動範囲外のテールプレートの後部内周
   面に溝を設け、この溝内に膨脹自在の環状シールを取り
   付けた、 場所打ちシールド掘進機。