JP2001254588A - 推進工法の到達坑口壁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、土被りの深く、地下水圧の高い土質
条件下で推進施工を行う場合に、シールド掘進機や推進
管が安全で効率良く到達できる到達坑口壁を提供するも
のである。 【構成】シールド掘進機の外径よりも大きな径を有する
筒体と、シールド掘進機の外径より小さな内径を有し、
推進方向に所定の長さをもって前記筒体の前後端の内周
面に装着した環状止水パッキンと、前記筒体内の中間部
に環状止水パッキンのない空間を全周に形成する環状溝
と、により構成される推進工法の到達坑口壁である。ま
た、前記記載の推進工法の到達坑口壁において、外部か
ら筒体を貫通して環状溝に、滑材や泥土材を注入する注
入パイプを設けた推進工法の到達坑口壁である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土被りの深く、地
下水圧の高い土質条件で推進施工を行う場合に、到達立
坑内に安全で効率良くシールド掘進機や推進管を到達さ
せるための坑口壁に関するものである。

【０００２】

【従来技術】推進工法は、シールド掘進機の後端に推進
管を順次接続して、シールド掘進機の推進と同時に推進
管を地中に埋設していく方法で、下水道管路やガス管
路、地中電力管路の施工に多く採用されている。推進施
工に際し、発進立坑や到達立坑の発進部や到達部に、シ
ールド掘進機の外径よりも小さな内径を有する円板状の
ゴム板を有した坑口壁を設置して、その坑口壁のゴム板
内にシールド掘進機等を挿通させることによって、土砂
や地下水が立坑内に浸入するのを防止する方法が一般に
用いられている。

【０００３】土質条件が推進管の土被りが深い推進施工
や地下水圧の高い推進施工では、発進立坑側では前記し
たゴム板は推進施工される推進管の摺動によって推進方
向に引っ張られていくために、土圧や水圧によって押し
戻されて反転することは少ないが、到達立坑側ではゴム
板がシールド掘進機や推進管によって到達立坑側に引っ
張られるとともに、土圧や水圧によってさらに押し出さ
れてめくれやすく、到達立坑内に土砂や地下水が流入し
て、周辺の土砂を取り込み立坑周辺の路盤を陥没させる
という工事災害が再々発生している。このため、土被り
の深い推進施工や地下水の高い推進施工では、前記した
ゴム板を推進方向に２枚設けることによって対処してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記したゴム板を２枚
設けた坑口壁により、最初の１枚目のゴム板で止めきれ
なかった土砂や地下水も、２枚目のゴム板で防止するこ
とが可能となったが、高い土圧や水圧の土質条件の場合
には、１枚目のゴム板が水圧や土圧に耐えきれずに、完
全に押し出されてめくれた状態となり、２枚目のゴム板
でも同様の状態となり、土砂や地下水が到達立坑内に流
入することとなる。また、礫や玉石を含む地盤では、図
３に示すように礫８等がゴム板１１に引かかり、ゴム板
１１とシールド掘進機６の外殻との密着が遮られ、その
隙間より土砂や地下水が噴出し、到達立坑１０の周辺地
盤などが陥没するという問題が発生している。

【０００５】このため、本発明は、高い土圧や水圧の土
質条件でも、効率良くシールド掘進機や推進管が到達で
きる推進工法用の到達坑口壁を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、筒状
の外殻の先端に切羽を掘削するカッタ面板を備えたシー
ルド掘進機とともにシールド掘進機の後方に接続した推
進管を推進させて、地中に推進管を埋設させいく推進工
法で、シールド掘進機の到達する到達立坑の土留め壁に
設置される到達坑口壁において、前記シールド掘進機の
外径よりも大きな径を有する筒体と、前記シールド掘進
機の外径より小さな内径を有し、推進方向に所定の長さ
をもって前記筒体の前後端の内周面に装着した環状止水
パッキンと、前記筒体内の中間部に環状止水パッキンの
ない空間を全周に形成する環状溝と、により構成される
推進工法の到達坑口壁である。また、前記記載の推進工
法の到達坑口壁において、外部から筒体を貫通して環状
溝に、滑材や泥土材を注入する注入パイプを設けた推進
工法の到達坑口壁である。

【０００７】シールド掘進機は、土質条件などによっ
て、泥水方式や土圧方式のシールド掘進機を選定すれば
よい。

【０００８】到達坑口壁の筒体は、比較的強度のある鋼
材などで製作され、筒体の内径は、シールド掘進機の外
径よりも大きな径を有している。筒体の一端は、到達立
坑を形成する土留め壁に溶接等により固定して設置され
ている。

【０００９】環状止水パッキンとしては、通常推進管の
止水ゴムとして用いられている合成ゴムや圧縮変形の変
動に対し追従し、復元性をもつ高分子材料から成る弾性
特殊ゴムなどが用いられる。形状としては、断面は推進
方向に所定の長さをもった矩形で、シールド掘進機の外
径よりも小さな内径を有して環状に製作されている。合
成ゴムの場合は、環状止水パッキンの内側には、嵌通さ
れるシールド掘進機や推進管に対して、変形して密着し
やすくするために、波形加工を施しておくと有効であ
る。また、断面の中間部にも空間を設けておくことによ
って、シールド掘進機などの嵌通時の圧縮に対しても変
形が容易に行える。２個の環状止水パッキンは、前記し
た筒体の内周面の前後端に装着され、筒体内の中間部に
は、環状止水パッキンのない環状溝が全周に形成されて
いる。

【００１０】環状溝の長さは、土質条件や推進管径によ
って変化させ、特に礫や玉石を含む土質では比較的長く
取って、大きな空間を確保しておくことが必要となる。
また、環状溝部には、土質条件や推進管径などによっ
て、外部から筒体を貫通して環状溝に、注入パイプが１
箇所または複数箇所設けておくこともできる。

【００１１】注入パイプには、注入ホースが接続されて
到達立坑内や坑外に設置した注入ポンプから充填材が環
状溝に注入される。使用する充填材としては、推進工法
で使用されている滑材やベントナイトなどを混合した泥
土材を用いることも可能である。

【００１２】シールド掘進機が到達立坑に接近すると、
シールド掘進機の到達位置に合わせて到達坑口壁が前方
の土留め壁に設置される。そして、シールド掘進機は、
発進立坑に装着した推進設備で前方に加圧され、到達坑
口壁の筒体内に嵌挿される。この時、筒体内の前部に装
着した第１の環状止水パッキンの内径がシールド掘進機
外径よりも小さく、また推進方向に長く製作されている
ので、シールド掘進機は第１の環状止水パッキン内を摺
動しながら長い距離で密着して前進するため、地下水や
土砂は遮断され、止水性が確保される。この時、シール
ド掘進機の外周に礫等がかみ込み、シールド掘進機の前
進とともに第１の環状止水パッキン内に入り込むと、礫
部分でシールド掘進機外周と環状止水パッキンの密着は
なくなるが、環状止水パッキンは推進方向に長い距離を
もっているため、完全に止水性を失うことはない。シー
ルド掘進機の先端が、第１の環状止水パッキンを過ぎ、
環状溝に入って、次の第２の環状止水パッキンへと嵌挿
すると、シールド掘進機外周と第２の環状止水パッキン
は密着することとなり、シールド掘進機外周の前後の２
箇所で、第１，第２の環状止水パッキンが完全な止水性
を発揮する。シールド掘進機外周の複数箇所にかみ込ん
だ礫は、シールド掘進機の掘進とともに前進していく
が、筒体の中間に設けられた環状溝が全周にわたって空
間が形成されていることより、第１の環状止水パッキン
とシールド掘進機外周にかみ込んだどの部分の礫も完全
に撤去される。このため、シールド掘進機と第２の環状
止水パッキンには礫がかみ込むことはなく、確実な止水
性が保持できる。

【００１３】また、シールド掘進機の先端が第２の環状
止水パッキン内に嵌挿した時、筒体２内の中間部に設け
た環状溝に充填材を注入充填することによって、第１の
環状止水パッキンからの地下水の漏水等に対して抵抗す
るとともに、環状溝内に撤去され収納された礫等とシー
ルド掘進機外周との摩擦抵抗を低減する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
基に説明する。図１は、本発明の到達坑口壁を説明する
縦断面図である。到達立坑１０の前面の土留め壁９に、
本発明の到達坑口壁１がシールド掘進機６の到達位置に
合わせて固設されている。到達坑口壁１は、シールド掘
進機６の外径に余裕をもった筒体２と、シールド掘進機
６の外径よりも小さな径を有し、推進方向に所定の長さ
をもって前記筒体２の前端の内周面に、第１の環状止水
パッキン３が装着されている。さらに筒体２の後端の内
周面には、第２の環状止水パッキン４が装着されてい
る。第１の環状止水パッキン３と第２の環状止水パッキ
ンの間の中間部には、筒体２内面の全周に空間を形成す
る環状溝５が設けられた構成となっている。筒体２の土
留め壁９への固設は、シールド掘進機６の前進に伴う押
し込み力に十分に対抗できるように、筒体の前面を溶接
等によって強固に固定される。

【００１５】環状止水パッキン３、４は、通常推進管の
継手部の止水ゴムに用いられる合成ゴムや圧力変形の変
動に対し追従し、復元性をもつ高分子材料から成る弾性
特殊ゴムなどが用いられる。断面は、推進方向に所定の
長さをもった矩形断面で、シールド掘進機６の外径より
も小さな内径を有して環状に製作されている。合成ゴム
の場合は、環状止水パッキン３，４の内側に、嵌挿され
るシールド掘進機６や推進管に対して、変形して密接し
やすくするために、複数の波形加工をしておくと有効で
ある。また、断面の中間部にも空間を設けておくことに
よって、シールド掘進機６などの嵌通時の圧縮に対して
も変形が容易に行え、破損することがなくなる。弾性特
殊ゴムの場合は、シールド掘進機６などの嵌通時に圧力
変形に対して追従するとともに、復元性をもつためシー
ルド掘進機６の外周に密着して止水性を向上させる。

【００１６】前記到達坑口壁１に、他の実施形態として
第１の環状止水パッキン３と第２の環状止水パッキン４
の間に設けた環状溝５に、外部から筒体２を貫通して環
状溝５に滑材や泥土材を注入する注入パイプ７を設けた
到達坑口壁１とすることもできる。注入パイプ７には、
注入ホースが接続されて到達立坑１０内や坑外に設置し
た注入ポンプから充填材が注入される。

【００１７】図２は、到達坑口壁へのシールド掘進機の
到達状況を説明する縦断面図である。シールド掘進機６
が到達立坑１０に接近すると、シールド掘進機６を一度
停止して、シールド掘進機６外周の先端部分の地盤を改
良する。地盤の改良が完了すると、シールド掘進機６の
位置に合わせて、到達立坑１０内より土留め壁９にシー
ルド掘進機６の外径よりもやや大きめの貫通穴が設けら
れる。そして、前記貫通穴に会わせて到達坑口壁１が、
土留め壁９に固設される。到達坑口壁１の設置が完了す
ると、シールド掘進機６を稼働させ、貫通穴を通し、到
達坑口壁１に嵌挿させていく。

【００１８】シールド掘進機６は、到達坑口壁１の筒体
２内面の前部に装着した第１の環状止水パッキン３を押
し広げながら摺動して嵌挿されていく。第１の環状止水
パッキン３の内周面は、推進方向に所定の長さをもっ
て、シールド掘進機６の外周面に密着しているため、地
下水や土砂を完全に遮断する。この時、シールド掘進機
６の外周に礫８等がかみ込むと、礫８部分の第１の環状
止水パッキン３とシールド掘進機６外周の密着はなくな
るが、前記したように第１の環状止水パッキン３が推進
方向に所定の長さをもっているので、礫８部分以外では
第１の環状止水パッキン３とシールド掘進機６外周との
密着は保持されており、完全に止水性を失うことはな
い。

【００１９】シールド掘進機６の先端が、第１の環状止
水パッキン３を過ぎ、環状溝５に入って、次の第２の環
状止水パッキン４へと嵌挿していくと、シールド掘進機
６先端の外周と第２の環状止水パッキン４も密着するこ
ととなり、シールド掘進機６の前後の２箇所の外周で、
第１，第２の環状止水パッキン３、４が止水性を発揮す
る。第１の環状止水パッキン３とシールド掘進機６外周
にかみ込んだ礫８等は、シールド掘進機６とともに前進
し、筒体２内面の中間に設けられた環状溝５で完全に撤
去される。このため、第２の環状止水パッキン４に礫８
等がかみ込むことはなくなり、第２の環状止水パッキン
４で確実な止水性が保持できる。

【００２０】また、シールド掘進機６先端が第２の環状
止水パッキン４に嵌挿した時に、筒体２の外部に設けた
注入パイプ７から環状溝５に充填材を所定の圧力で注入
充填することによって、第１の環状止水パッキン３から
の地下水の漏水や土砂に対して抵抗するとともに、環状
溝５内に収納された礫等とシールド掘進機６外周との摩
擦抵抗を低減する作用を行い、より確実な推進施工を可
能とする。

【００２１】充填材としては、推進工法で用いられる滑
材やベントナイトなどを混合した泥土材を用いることが
できる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明の到達坑口壁によ
り、高い土圧や水圧及び礫地盤であっても、筒体内の前
後に推進方向に所定の長さをもった環状止水パッキンを
設けることによって、環状止水パッキンとシールド掘進
機外周による長い密着距離を確保することで、地下水や
土圧に対して確実に止水性を確保することが可能となっ
た。また、第１の環状止水パッキンと第２の環状止水パ
ッキンの間の筒体内の全周に、推進方向に所定の長さを
もった空間を全周に形成した環状溝を設けておくことに
よって、第１の環状止水パッキンにかみ込んだ礫等が、
シールド掘進機外周のどの位置にあっても確実に環状溝
に撤去するため、第２の環状止水パッキンには礫等がか
み込むことがなくなり、安全で確実な推進施工の到達が
行える。さらに、環状溝に充填材を注入することによ
り、第１の環状止水パッキンの止水性を向上させるとと
もに、注入溝内に収納された礫等とシールド掘進機外周
との摩擦抵抗を低減し、より安全で確実な推進施工の到
達を可能とする。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の到達坑口壁を説明する縦断面図であ
る。

【図２】到達坑口壁へのシールド掘進機の到達状況を説
明する縦断面図である。

【図３】従来技術による到達坑口壁を説明する縦断面図
である。

【符号の説明】

１ 到達坑口壁 ２ 筒体 ３ 第１の環状止水パッキン ４ 第２の環状止水パッキン ５ 環状溝 ６ シールド掘進機 ７ 注入パイプ ８ 礫 ９ 土留め壁 １０ 到達立坑 １１ ゴム板

フロントページの続き (72)発明者 宮 城 敏 行 大阪府大阪市城東区諏訪４丁目22−27 Ｆターム(参考） 2D054 AC04 AC05 AC18 BA03 EA07 FA06 FA12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状の外殻の先端に切羽を掘削するカッタ
   面板を備えたシールド掘進機とともにシールド掘進機の
   後方に接続した推進管を推進させて、地中に推進管を埋
   設させいく推進工法で、シールド掘進機の到達する到達
   立坑の土留め壁に設置される到達坑口壁において、前記
   シールド掘進機の外径よりも大きな径を有する筒体と、
   前記シールド掘進機の外径より小さな内径を有し、推進
   方向に所定の長さをもって前記筒体の前後端の内周面に
   装着した環状止水パッキンと、前記筒体内の中間部に環
   状止水パッキンのない空間を全周に形成する環状溝と、
   により構成されることを特徴とする推進工法の到達坑口
   壁。
2. 【請求項２】請求項１記載の推進工法の到達坑口壁にお
   いて、外部から筒体を貫通して環状溝に、滑材や泥土材
   を注入する注入パイプを設けたことを特徴とする推進工
   法の到達坑口壁。