JP2002194997A - トンネル施工方法 - Google Patents

トンネル施工方法

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JP2002194997A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ECL工法における覆工壁を補強する。 【解決手段】 シールド掘削機の後方で坑内面に沿わせ
て内型枠5を組み立て、その内型枠5内にコンクリート
を打設することにより坑内面に覆工壁4を形成しつつ掘
進していくトンネル施工方法において、内型枠5を組み
立てる際にその内側に鋼製セグメント11を組み立てる
ことにより、その鋼製セグメント11を覆工壁4中に埋
設せしめていく。鋼製セグメント11を組み立てるに際
してはそれを最前部の内型枠5に対して支持せしめる。
鋼製セグメント11にはコンクリートが通過し得る開口
部19を形成しておく。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ECL工法と称さ
れるトンネル施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、ECL工法(Extruded C
oncrete Lining Method)は、シールド掘削機の後方で
坑内面に沿わせて内型枠を組み立て、現場にてコンクリ
ートをほぼ連続的に打設することにより覆工壁を形成し
つつ掘進していくトンネル施工法である。
【0003】図7に従来一般のECL工法の一例を示
す。図中符号1はシールド掘削機であり、これはスキン
プレート2の前部にカッター3を備え、覆工壁4を形成
するための一連の内型枠5から反力を取ってシールド掘
削機1全体を掘進させるための推進ジャッキ6を備えて
いるものである。
【0004】上記の内型枠5は施工するべきトンネルの
断面形状に対応して湾曲しかつシールド掘削機1の掘進
ストロークに対応する長さの円筒分割体であって、これ
らを周方向および軸方向に多数連結して全体として円筒
状に組み立て、その最前部に妻型枠7を取り付けること
で覆工壁4を施工するための環状のコンクリート打設空
間を形成するものである。
【0005】符号8は妻型枠を兼ねる加圧ピストンであ
り、これは加圧シリンダ9により打設空間に向けて押圧
されるようになっているとともに、この加圧ピストン8
にはコンクリート打設管10が接続される打設口が設け
られていて、加圧ピストン8により加圧状態を維持しつ
つコンクリート打設を行い得るようになっている。
【0006】上記のシールド掘削機1によるECL工法
では、シールド掘削機1の後方で1リング分の内型枠5
を組み立て、打設管10を通して加圧ピストン8から打
設空間にコンクリートを打設し、加圧ピストン8により
コンクリートを加圧して打設圧を地下水圧よりも高く維
持することで、止水性に優れた覆工壁4を形成すること
ができる。そして、打設したコンクリートが硬化する以
前に、一連の内型枠5から反力を取って推進ジャッキ6
によりシールド掘削機1を掘進させ、その後方に新たな
1リング分の内型枠5を組み立て、直ちに次のコンクリ
ート打設を行うことで、前後のコンクリート全体が加圧
ピストン8により一様に加圧されて確実に一体化し、こ
れにより覆工壁4全体を実質的に連続的に形成すること
が可能であって打継面(コールドジョイント)が生じる
ことがない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、トンネルの
側面に開口部を設けるような場合には、上記のような単
なる現場打ちコンクリートによる覆工壁4では十分な強
度が確保できない場合もあるので、そのような場合には
上記の覆工壁4を一次覆工としてさらに二次覆工を設け
ることで対処するようにしている。しかし、部分的にで
も二次覆工を設けるようなことは施工が著しく煩雑とな
るし工期やコストの点でも好ましくなく、そのような場
合に適用し得る有効は施工方法が望まれている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記事情に鑑み、請求項
1の発明は、シールド掘削機の後方で坑内面に沿わせて
内型枠を組み立て、その内型枠内にコンクリートを打設
することにより坑内面に覆工壁を形成しつつ掘進してい
くトンネル施工方法において、前記内型枠を組み立てる
際にその内側に鋼製セグメントを組み立ててその鋼製セ
グメントを覆工壁中に埋設せしめることを特徴とする。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明のトン
ネル施工方法において、前記鋼製セグメントを組み立て
るに際しては、その鋼製セグメントを既に組み立てられ
ている最前部の内型枠に対して支持せしめることを特徴
とする。
【0010】請求項3の発明は、請求項1または2の発
明のトンネル施工方法において、前記鋼製セグメントに
は、内型枠内に打設したコンクリートが通過し得る開口
部を形成しておくことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】図1〜図6を参照して本発明の実
施形態を説明する。本実施形態のトンネル施工方法は図
7に示した従来のシールド掘削機1をそのまま使用する
従来のECL工法を基本とするものであるが、覆工壁4
の要所(たとえば開口部の設置位置等)に鋼製セグメン
ト11を埋設することでそこでの強度を高めるようにし
たものである。
【0012】図3〜図5は本実施形態において採用する
2種の鋼製セグメント11(11a、11b)を示す。
図3は鋼製セグメント11a、11bの双方の外観図、
図4は鋼製セグメント11aの断面図、図5は鋼製セグ
メント11bの断面図であり、図4および図5における
(a),(b)はそれぞれ図3におけるa−a矢視図、
b−b矢視図である。これら鋼製セグメント11は通常
のシールド工法において採用されている汎用のセグメン
トと同様の円筒分割体の形態のもので、いずれも円弧状
の周面12の周囲に軸方向端面13および周方向端面1
4を一体に設けた中空箱状をなし、内部には補強横リブ
15および補強縦リブ16が設けられ、軸方向端面13
および周方向端面14にはボルト連結孔17が形成され
てその内側にナット部材18が固定され、各部にはコン
クリートが通過し得るの多数の開口部19が設けられて
いるものである。以上の構成は鋼製セグメント11a、
11bに共通であるが、それに加えて、鋼製セグメント
11aにはこれを内型枠5に対して連結するための連結
片20を有し、それにはボルト連結孔21が長孔として
形成されている。
【0013】これら鋼製セグメント11は、図6に示す
ように最前部の内型枠5に対して鋼製セグメント11a
が連結されてリング状に組み立てられ、それら鋼製セグ
メント11aに対して鋼製セグメント11bが連結され
てリング状に組み立てられることにより、内型枠5の内
側において坑内面に沿うような円筒体に組み立てられる
ものである。そして、内型枠5内にコンクリートが打設
されて覆工壁4が形成されると、それら鋼製セグメント
11はその覆工壁4中に埋設されてそれを補強する補強
部材として機能するものとなっている。
【0014】上記の鋼製セグメント11を用いる本実施
形態のトンネル施工方法を図1〜図2に工程順に示す。
以下の説明中の(a)〜(j)は図1および図2に付し
た符号に対応している。
【0015】(a)通常のECL工法により現場打ちコ
ンクリートからなる覆工壁4を形成した状態を示してお
り、本実施形態ではその状態から覆工壁4中に鋼製セグ
メント11を埋設していく。
【0016】(b)加圧ジャッキ9(図7参照)を作動
させて加圧ピストン8を図中左方に前進させ、最前部の
内型枠5との間に間隔を確保し、そこに1リング目の鋼
製セグメント11aを組み立てる。その際、鋼製セグメ
ント11aの連結片20を最前部の内型枠5に対してボ
ルト締結する。鋼製セグメント11aに形成されている
ボルト連結孔21は長穴とされているので、内型枠5に
対する鋼製セグメント11aの位置合わせを容易にかつ
精度良く行い得る。
【0017】(c)加圧ピストン8を後退させて鋼製セ
グメント11aに押し当て、新たな内型枠5を組み立て
る。
【0018】(d)加圧ピストン8を通してコンクリー
トを打設する。打設されたコンクリートは鋼製セグメン
ト11aに多数形成されている開口部19を通過して内
型枠5内全体に支障なく充填されていく。
【0019】(e)打設したコンクリートを加圧ピスト
ン8によって所定圧力で加圧しながら、推進ジャッキを
作動させてシールド掘削機1全体を前進させる。以上で
1ストローク分の掘進が完了し、覆工壁4中には1リン
グ分の鋼製セグメント11aが埋設される。
【0020】(f)加圧ジャッキ9を再び作動させて加
圧ピストン8を前進させ、最前部の内型枠5との間に間
隔を確保する。
【0021】(g)1リング目の鋼製セグメント11a
の前方に2リング目の鋼製セグメント11bを連結して
リング状に組み立てる。
【0022】(h)加圧ピストン8を後退させて鋼製セ
グメント11bに押し当て、新たな内型枠5を組み立て
る。
【0023】(i)加圧ピストン8を通してコンクリー
トを打設する。
【0024】(j)打設したコンクリートを加圧ピスト
ン8によって所定圧力で加圧しながら、推進ジャッキを
作動させてシールド掘削機1全体を前進させる。以上で
2リング分の鋼製セグメント11a,11bが埋設され
た覆工壁4が形成される。
【0025】以降は以上の工程を繰り返していき、鋼製
セグメント11が不要になる位置まで掘進したら通常の
ECL工法に戻り、鋼製セグメント11を用いることな
く現場打ちコンクリートのみからなる覆工壁4を形成し
ていく。
【0026】本実施形態のトンネル施工方法によれば、
従来一般のECL工法を基本としてそれに鋼製セグメン
ト11の組立工程を付加するのみで、鋼製セグメント1
1を内蔵する高強度の覆工壁4を容易にかつ支障なく施
工できる。したがって、従来のように現場打ちコンクリ
ートによる覆工壁4を形成した後にあらためて二次覆工
を施工するような作業を不要とできるし、シールド掘削
機1自体は従来のものをそのまま使用できるので極めて
合理的である。
【0027】特に、1リング目の鋼製セグメント11a
を最前部の内型枠5に対して連結してそれに支持せしめ
るので、その組立工程も何等面倒ではないし、鋼製セグ
メント11aを支持するための格別の支持手段も不要で
ある。また、鋼製セグメント11にはコンクリートが通
過する開口部19を多数形成してあるので、内型枠5内
におけるコンクリートの充填性が損なわれる懸念もな
い。
【0028】
【発明の効果】請求項1の発明のトンネル施工方法は、
内型枠を組み立てる際にその内側に鋼製セグメントを組
み立てて鋼製セグメントを覆工壁中に埋設せしめるの
で、従来一般のECL工法を基本としてそれに鋼製セグ
メントの組立工程を付加するのみで、鋼製セグメントを
内蔵する高強度の覆工壁を容易にかつ支障なく施工で
き、したがって従来のように覆工壁を形成した後にあら
ためて二次覆工を施工するような作業を不要とできる
し、シールド掘削機自体は従来のものをそのまま使用で
きるので極めて合理的である。
【0029】請求項2の発明のトンネル施工方法は、鋼
製セグメントを既に組み立てられている最前部の内型枠
に対して支持せしめるので、鋼製セグメントの組立工程
は何等面倒ではないし、鋼製セグメントを支持するため
の格別の支持手段も不要である。
【0030】請求項3の発明のトンネル施工方法は、鋼
製セグメントにコンクリートが通過し得る開口部を形成
しておくので、内型枠内におけるコンクリートの充填性
が損なわれる懸念がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態であるトンネル施工方法の
作業手順を示す図である。
【図2】 同、次の作業手順を示す図である。
【図3】 同、鋼製セグメントの一例を示す斜視図であ
る。
【図4】 同、断面図である。
【図5】 同、他の鋼製セグメントの断面図である。
【図6】 同、鋼製セグメントの組み立て状態を示す図
である。
【図7】 ECL工法の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
1 シールド掘削機 2 スキンプレート 4 覆工壁 5 内型枠 8 加圧ピストン 11(11a,11b) 鋼製セグメント 19 開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 真帆 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 宮沢 和夫 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 西村 晋一 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 Fターム(参考) 2D054 AA04 AC01 AD20 EA09 2D055 BA01 DA01 DA03 EB05 GC06 KA00 KB04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シールド掘削機の後方で坑内面に沿わせ
    て内型枠を組み立て、その内型枠内にコンクリートを打
    設することにより坑内面に覆工壁を形成しつつ掘進して
    いくトンネル施工方法において、前記内型枠を組み立て
    る際にその内側に鋼製セグメントを組み立ててその鋼製
    セグメントを覆工壁中に埋設せしめることを特徴とする
    トンネル施工方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のトンネル施工方法におい
    て、前記鋼製セグメントを組み立てるに際しては、その
    鋼製セグメントを既に組み立てられている最前部の内型
    枠に対して支持せしめることを特徴とするトンネル施工
    方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のトンネル施工方
    法において、前記鋼製セグメントには、内型枠内に打設
    したコンクリートが通過し得る開口部を形成しておくこ
    とを特徴とするトンネル施工方法。
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JP2005281089A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Kumagai Gumi Co Ltd シールド直打ち工法に用いられるコンクリート組成物とその製造方法
JP2011106179A (ja) * 2009-11-18 2011-06-02 Nippon Steel Corp シールドトンネルの覆工体構築方法およびソイルセメント中詰めセグメント

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