JP2000054785A - リニューアルシールド工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下水を坑内に流しながら施工が可能であると
ともに、堆積物や損傷箇所を切削除去してこの除去部分
を含んで新設覆工を施すことで、大きく縮径しないです
み、しかも、新設時のシールド工法と同じようなシール
ド機による連続作業が可能で、効率のよい合理的な施工
が得られる。 【解決手段】 既設トンネル９を内側から斫り可能な回
転破砕装置17を有し、また、前端に開口して前後方向に
伸びる水路18を内方に形成し、バキューム式の切削ズリ
排出管22の先端取り込み口22ａを回転破砕装置17の後方
近傍に開口したシールド機14を設置し、回転破砕装置17
で既設トンネル９の覆工部を斫りながら、シールド機14
を前進させ、水路18内に既設トンネル９内の水を取り込
むとともに水路18に接続する仮設の送水管23を組み立て
てこれに流し、また、斫りの切削ズリは切削ズリ排出管
22で後方に排出し、斫り箇所に新設覆工25，26を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐用年数を経過し
た、または、老朽化した下水道施設の更生を行う管渠更
生工法としてのリニューアルシールド工法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】下水道管渠は土砂が堆積することなく処
理場までスムーズに流下（掃流）するような流速をもと
に設計されているが、多くの管渠において経年に堆積物
の存在が確認され、この堆積物が、流下能力の阻害、悪
臭の発生、腐食性物質（硫化水素など）による管渠の損
傷、雨天時越流水による水源の汚染など、維持管理を行
う上でのさまざまな問題を引き起こしている。

【０００３】このような老朽化した下水道管渠の更生と
しては、種々の対策が考えられるが、下水道管渠内の水
をパッカー（止水栓）等で止水して施工部分をドライな
状態として修繕するものが多い。

【０００４】修繕内容としては、人手による斫りや止水
材の注入等を行うもの、硬化性樹脂を含浸させた樹脂性
の補強材料を管渠内に貼り付けるもの、その他である
が、いずれにせよ、止水を施すことで作業効率が悪く、
また、作業員が管渠内に入って作業を行うのでは、酸欠
対策、浸水対策などが必要である。特に管渠が大口径に
なると大掛かりなものとなる。

【０００５】これに対して流下しながら施工が可能であ
り、しかも、大口径にも適用できる更生工法としてＳＰ
Ｒ工法およびスーパーＳＰＲ工法と称せられる工法があ
る。

【０００６】これは、図11に示すように、既設人孔１内
にセットした製管機２で、地上から連続的に供給される
プロファイル３（図12）を噛み合わせ、スパイラル状の
更生管４を形成しながら既設管５内に次の人孔まで送り
込んでいく。次に既設管と更生管４の空隙に特殊裏込材
料を注入して既設管と一体となった新しい複合管とす
る。プロファイル３は塩化ビニル樹脂の押し出し成型体
で、１ビーム構造のリブを有する連続体である。

【０００７】ＳＰＲ工法およびスーパーＳＰＲ工法の違
いは、ＳＲＲ工法が小中口径向きであるのに対し、スー
パーＳＰＲ工法ではプロファイル３にＷ型またはＵ型の
スチール製補強材６を組み合わせるもので、更生後に管
の剛性をより向上させ、比較的大口径にも適用可能とし
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記ＳＰＲ工法および
スーパーＳＰＲ工法によれば、下水を流しながら施工で
きるから、下水の切回しができない現場等で最適なもの
となるが、既設管の内側にこの既設管を全くいじらずに
プロファイル３による新たな小径の更生管４を作成する
ものでその分大きく縮小してしまう。

【０００９】本発明は前記従来例の不都合を解消し、下
水を坑内に流しながら施工が可能であるとともに、堆積
物や損傷箇所を切削除去してこの除去部分を含んで新設
覆工を施すことで、大きく縮径しないですみ、しかも、
新設時のシールド工法と同じようなシールド機による連
続作業が可能で、効率のよい合理的な施工が得られるリ
ニューアルシールド工法を提供することにある。

【００１０】

【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、既設トンネルを内側から斫り可能な回転破砕
装置を有し、また、前端に開口して前後方向に伸びる水
路を内方に形成し、この水路外に配設するバキューム式
の切削ズリ排出管の先端取り込み口を回転破砕装置の後
方近傍に開口したシールド機を設置し、回転破砕装置で
既設トンネルの覆工部を斫りながら、シールド機を前進
させ、水路内に既設トンネル内の水を取り込むとともに
水路に接続する仮設の送水管を組み立て、また、斫りの
切削ズリは切削ズリ排出管で後方に排出し、斫り箇所に
新設覆工を施すこと、および、シールド機は、フロント
部とテール部に分割し、屈曲自在に相互を嵌合させるこ
とを要旨とするものである。

【００１１】請求項１記載の本発明によれば、シールド
機の回転破砕装置で既設トンネルを内側から斫ることで
堆積物や損傷箇所を切削し、この切削ズリはバキューム
式の切削ズリ排出管の先端取り込み口から吸引されて後
方へ送られる。また、シールド機の前進にともない、そ
の後方にはシールド機内に接続する仮設の送水管を組み
立てられ、既設トンネル内の水はこの送水管へ流される
とともにその外側では新設覆工が施されていく。

【００１２】請求項２記載の本発明によれば、シールド
機は、フロント部とテール部に分割し、屈曲自在に相互
を嵌合させるものとしたので、既設トンネルが曲成して
いる場合でもこれに十分対応できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明のリニューアル
シールド工法を実施する下水管渠の縦断側面図、図２〜
図５は本発明のリニューアルシールド工法の１実施形態
を示す各工程の縦断側面図で、図１において、図中７は
発進側のマンホール、８は到達側のマンホール、９はこ
れらマンホール７，８を連結する既設トンネルで、これ
はシールド工法でのシールドトンネルであることが多
く、その場合はセグメントによる一次覆工と内巻きコン
クリートによる二次覆工からなる。

【００１４】このような下水管渠において発進準備工と
して、図２に示すように、発進側のマンホール７の上部
周囲に 土留め壁10を設置し、その内部を掘削を行って
覆工版11による路面覆工を施し、発進側のマンホール７
の上部を撤去してマシン、資材投入による必要な開口を
確保する。

【００１５】そして、図３に示すように、仮設パッカー
12ａ，12ｂをマンホール７の既設トンネル９の出入り口
付近に設置してマンホール７内部の流水を一時的に止水
し、マシン架台13を設置し、その上にシールド機14を据
付ける。

【００１６】このシールド機14は図７に示すように、フ
ロント部14ａとテール部14ｂに分割し、これらフロント
部14ａとテール部14ｂとを屈曲自在に相互に嵌合させ、
相互間にジャッキによる中折装置15を設けた。該中折装
置15は図８に示すように端部をフロント部14ａ側とテー
ル部14ｂ側にピン結したジャッキ16によるものである
が、ジャッキ16自体をストローク幅の大きなものとして
前進・後退用のジャッキとして利用できるようにし、そ
の分、フロント部14ａとテール部14ｂの嵌合長を大きく
とるようにした。

【００１７】また、シールド機14は、既設トンネルを内
側から斫り可能なものとして伸縮脚17ａの先端に掘削ビ
ット17ｂを設けた回転破砕装置17を設け、さらに、前端
に開口して前後方向に伸びる水路18を内方に形成した。
この水路18の前端の開口はフロント部14ａの前端でこれ
を形成することになるが、その周囲には通常のシールド
機のテールブラシに相当するようなシール部材としての
シール用ブラシ19を設け、その端を既設トンネル９の内
側に当接するようにした。

【００１８】シールド機14のフロント部14ａとテール部
14ｂにはそれぞれ外側に向けたグリッパ20ａ，20ｂを設
ける。このグリッパ20ａ，20ｂも前記回転破砕装置17と
同じく一例として伸縮脚を有し、その先端に既設トンネ
ル９の内側に当接するクリップ部を設けたものである。
図中21はマンロックである。

【００１９】前記水路18外にバキューム式の切削ズリ排
出管22を配設し、その先端取り込み口22ａを前記回転破
砕装置17の後方近傍に開口した。この切削ズリ排出管22
は必ずしもシールド機14の本体部を一体に構成するもの
でなくともよい。

【００２０】前記水路18に遊嵌して接続するものとし
て、スチールのリングもしくはセグメントによる仮設の
送水管23を組み立て、テール部14ｂにはこの送水管23に
当接するテールブラシ24を設けた。なお、図示は省略す
るが、シールド機14はこの送水管23の組立用のエレクタ
ー、新設覆工用の型枠の組立用のエレクターを有する。

【００２１】図７に示すマンロック21より仮設パッカー
12ａを撤去し、図４に示すように既設トンネル９内の水
を水路18に取り込み、これを仮設の送水管23内に送りな
がら、シールド機14を前進させ、同時に回転破砕装置17
で既設トンネル９の二次覆工部を斫る。

【００２２】この斫りによる切削ズリは切削ズリ排出管
22で後方に排出し、斫り箇所（二次覆工撤去箇所）に新
設覆工（ライニング）を施す。

【００２３】かかる新設覆工としては、図９に示すよう
に内型枠25を組んでレジンコンクリート26を打設した内
巻コンクリートによる高耐久性二次覆工をなすことや、
ウレタンによる合成樹脂パネルを組んで、発泡ウレタン
等の裏込め注入材を注入することなどにより行う。これ
らいずれの場合も、既設一次覆工の内側に新しい高耐久
性覆工（強度部材）を再構築できる。これら内型枠25は
他の合成樹脂パネルに代え、レジンコンクリート26は他
の裏込注入剤に代えることもできる。

【００２４】シールド機14の前進は、初めにテール部14
ｂのグリッパ20ｂを伸長してテール部14ｂを固定し、ジ
ャッキ16を伸長してテール部14ｂを反力にしてフロント
部14ａを前進させる。この時フロント部14ａのグリッパ
20ａはフリーとしておく。

【００２５】フロント部14ａの前進が完了したならば、
フロント部14ａのグリッパ20ａを伸長してフロント部14
ａを固定し、テール部14ｂのグリッパ20ｂをフリーと
し、ジャッキ16を縮小してフロント部14ａを反力にして
テール部14ｂを引き寄せる。

【００２６】以後、同様な工程を繰り返して尺取り虫式
に前進する。

【００２７】なお、他の実施形態として図10に示すよう
に、推進ジャッキ27を設け、新設覆工部分を反力として
この推進ジャッキ27でシールド機14を前進させるように
してもよい。

【００２８】また、既設トンネル９がカーブしている状
態でも、ジャッキ16がトンネル円周方向に複数あるとし
て、これを一部のみ大きく伸長させるか、もしくは伸長
させるものと縮小させるものに分けることで、フロント
部14ａとテール部14ｂとは屈曲し、前記カーブに対処す
ることができる。

【００２９】図５に示すようにマンホール８まで到達し
たならば、送水管23を順次解体しながら、シールド機14
を後進させ、発進側のマンホール７まで後退させて解体
撤去し、図６に示すようにマンホール７の撤去部を撤去
部を再構築し、埋戻し28を施し、地表面を復旧する。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明のリニューアル
シールド工法は、下水を坑内に流しながら施工が可能で
あるとともに、堆積物や損傷箇所を切削除去してこの除
去部分を含んで新設覆工を施すことで、大きく縮径しな
いですむものである。

【００３１】しかも、新設時のシールド工法と同じよう
にシールド機による連続作業が可能で、効率のよい合理
的な施工が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリニューアルシールド工法を実施する
下水管渠の縦断側面図である。

【図２】本発明のリニューアルシールド工法の１実施形
態を示す第１工程の縦断側面図である。

【図３】本発明のリニューアルシールド工法の１実施形
態を示す第２工程の縦断側面図である。

【図４】本発明のリニューアルシールド工法の１実施形
態を示す第３工程の縦断側面図である。

【図５】本発明のリニューアルシールド工法の１実施形
態を示す第４工程の縦断側面図である。

【図６】本発明のリニューアルシールド工法の１実施形
態を示す第５工程の縦断側面図である。

【図７】本発明のリニューアルシールド工法の１実施形
態を示す発進段階の詳細を示す縦断側面図である。

【図８】シールド機のフロント部とテール部との嵌合を
示す縦断側面図である。

【図９】本発明のリニューアルシールド工法の１実施形
態を示す途中段階の詳細を示す縦断側面図である。

【図１０】本発明のリニューアルシールド工法の他の実
施形態を示す途中段階の詳細を示す縦断側面図である。

【図１１】従来例の縦断側面図である。

【図１２】従来例でのプロファイルの端面図である。

【符号の説明】

１…既設人孔 ２…製管機 ３…プロファイル ４…更生管 ５…既設管 ６…スチール
製補強材 ７，８…マンホール ９…既設トン
ネル 10…土留め壁 11…覆工版 12ａ，12ｂ…仮設パッカー 13…マシン架
台 14…シールド機 14ａ…フロント部 14ｂ…テール
部 15…中折装置 16…ジャッキ 17…回転破砕装置 17ａ…伸縮脚 17ｂ…掘削ビット 18…水路 19…シール用ブラシ 20ａ，20ｂ…
グリッパ 21…マンロック 22…切削ズリ
排出管 22ａ…取り込み口 23…送水管 24…テールブラシ 25…内型枠 26…レジンコンクリート 27…推進ジャ
ッキ 28…埋戻し

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 忠 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 中川 雅由 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 山本 正嗣 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 池松 豊文 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 清水 克紀 東京都江東区東陽六丁目３番２号 鹿島建 設株式会社関東支店内 Ｆターム(参考） 2D054 AA06 AD02 AD17

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設トンネルを内側から斫り可能な回転
   破砕装置を有し、また、前端に開口して前後方向に伸び
   る水路を内方に形成し、この水路外に配設するバキュー
   ム式の切削ズリ排出管の先端取り込み口を回転破砕装置
   の後方近傍に開口したシールド機を設置し、回転破砕装
   置で既設トンネルの覆工部を斫りながら、シールド機を
   前進させ、水路内に既設トンネル内の水を取り込むとと
   もに水路に接続する仮設の送水管を組み立ててこれに流
   し、また、斫りの切削ズリは切削ズリ排出管で後方に排
   出し、斫り箇所に新設覆工を施すことを特徴としたリニ
   ューアルシールド工法。
2. 【請求項２】 シールド機は、フロント部とテール部に
   分割し、屈曲自在に相互を嵌合させる請求項１記載のリ
   ニューアルシールド工法。