JP2005188099A

JP2005188099A - 内型枠及びトンネル掘削機の推進方法並びにトンネル掘削機

Info

Publication number: JP2005188099A
Application number: JP2003429368A
Authority: JP
Inventors: Shuji Han; 修二繁; Ryokichi Marui; 良吉丸居; Tomishige Hiraishi; 富茂平石; Akira Kimura; 晃木村; Toshifumi Inoue; 年史井上; Takeshi Matsuura; 武松浦; Masahiko Sugiyama; 雅彦杉山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】トンネルの周壁と内型枠との間に打設されるコンクリートとの係止力を大きくした内型枠及びそれを用いたトンネル掘削機の推進方法並びにトンネル掘削機を提供する。
【解決手段】
掘削されたトンネルの周壁に沿ってリング状に組み立てられる内型枠Ｓ₁の外周面に、前方から後方にかけて前記トンネルの周壁側に向かう傾斜を設ける。内型枠Ｓ₁の外周面と傾斜をつけることにより、トンネルの周壁と内型枠Ｓ₁の外周面とに打設されるコンクリートと前記内型枠Ｓ₁の外周面との係止力が大きくなる。この内型枠Ｓ₁をシールドジャッキ３３の反力受けとしてトンネル掘削機を推進させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＥＣＬ（Excluded Concrete Lining）による覆工方法を採用したトンネル掘削機で用いられる内型枠及びトンネル掘削機の推進方法並びにトンネル掘削機に関する。

ＥＣＬによる覆工方法を採用したトンネル掘削機として、シールド掘削機（下記特許文献１を参照）などが知られている。これは、円筒形状をなす掘削機本体の前部に回転自在に装着される駆動回転可能なカッタヘッドと、このカッタヘッドに設けられる多数のカッタビットとを有する。また、前記掘削機本体の後部には、この掘削機本体を前進させるシールドジャッキが複数装着される。さらに、既設トンネル（掘削された掘削地山）の内壁面に内型枠を組み付けるエレクタ装置と、掘削地山と内型枠との間にコンクリートを打設するコンクリート打設装置とが装着される。

したがって、カッタヘッドを回転させながらシールドジャッキを伸張させて既設内型枠に押し付けると、この既設内型枠からの反力により掘削機本体が前進しながら、カッタヘッドが前方の地盤を掘削する一方、エレクタ装置により内型枠がトンネルの内壁面における所定の位置へリング状に組み付けられると共に、掘削地山と内型枠との間に打設されたコンクリートが養生・硬化し、最後に位置する前記内型枠が脱型される。このような作業が繰り返し行われることで、トンネルを連続して構築することができる。このような一連の作業からなるトンネル掘削を一次覆工といい、この一次覆工のみでトンネルの内壁面を仕上げる技術があった。この技術では、前記内型枠における打設コンクリートと接する面、即ち外側が平滑に加工されている。

特開２００１−１７３３９０号公報

上述したトンネル掘削機で用いられる従来の内型枠にあっては、内型枠の外側を平滑に形成することで、１次覆工だけでトンネルの内壁面を仕上げていたが、１次覆工により形成されたトンネルの内壁にコンクリートを吹き付けるなどの化粧加工（仕上げ加工）を施す２次覆工まで行う場合には、１次覆工時にトンネルの内壁面を平滑に形成する必要が無い。

また、トンネル掘削機により掘削された掘削地山の内周面に沿って所定の間隔を空けて内型枠が配設され、掘削地山と内型枠との間に直打ちでコンクリートが打設される。このコンクリートが養生・硬化する。このコンクリートが硬化することにより、内型枠がコンクリートに係止させられる。したがって、トンネル掘削機のシールドジャッキをコンクリートに係止された内型枠に押し付けることで、このトンネル掘削機の推進（掘進）反力が得られる。
ここで、トンネル施工時に使用される内型枠の数量は、トンネル掘削機が推進するシールド推力を、内型枠の単位面積あたりのコンクリートへの付着力（摩擦力）と内型枠１リングの幅と内型枠の外周長との積で割り、これにコンクリートへの付着力が期待できない内型枠の数量を足すことにより、算出される。
よって、内型枠の外側面の摩擦力を大きくすることにより、トンネル施工時に使用する内型枠の数量を減らすことができ、トンネルの施工コストを低減することができる。

本発明は、前述した実情に鑑み提案されたもので、トンネルの周壁と内型枠との間に打設されるコンクリートとの係止力を大きくした内型枠及びトンネル掘削機の推進方法並びにトンネル掘削機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１の発明に係る内型枠は、掘削されたトンネルの周壁に所定の空間を空けてリング状に組み立てられ、前記空間に打設されるコンクリートに係止され、トンネル掘削機を推進させるシールドジャッキが押し付けられて、前記トンネル掘削機の推進力の反力受けとなる内型枠であって、前記内型枠における前記トンネルの周壁側に、コンクリートへの係止を大きくする係止力増大部を設けたことを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係る内型枠は、第１の発明において、前記係止力増大部は、前記トンネルの前方から後方に向って前記トンネルの周壁側に傾斜させたものであることを特徴とする。

上述した課題を解決する第３の発明に係る内型枠は、第１の発明において、前記係止力増大部は、前記トンネルの周壁側を凹凸状に形成したものであることを特徴とする。

上述した課題を解決する第４の発明に係るトンネル掘削機の推進方法は、掘削されたトンネルの周壁に沿って、外周面に係止力増大部を有する内型枠をリング状に配置し、前記トンネルの周壁と前記内型枠の外周面との間にコンクリートを打設した後、前記内型枠を反力受けとしてトンネル掘削機を推進させることを特徴とする。

上述した課題を解決する第５の発明に係るトンネル掘削機は、第１の発明乃至第３の発明のいずれかに記載された内型枠を用いるトンネル掘削機であって、筒状をなす掘削機本体と、前記掘削機本体の前部に回転駆動可能に装着されて放射状に装着されたカッタスポークを有するカッタヘッドと、前記カッタヘッドにより掘削されたトンネルの周壁に所定の空間を空けてリング状に前記内型枠を組み立てる内型枠組立て手段と、前記空間にコンクリートを打設するコンクリート打設手段と、前記内型枠組立て手段により組み立てられ、前記コンクリート打設手段により打設されたコンクリートに対し前記係止力増大部により係止された前記内型枠を反力受けとして前記掘削機本体を推進させるシールドジャッキと、前記内型枠を取り外す内型枠脱型手段とを備えたことを特徴とする。

第１の発明に係る内型枠によれば、掘削されたトンネルの周壁に所定の空間を空けてリング状に組み立てられ、前記空間に打設されるコンクリートに係止され、トンネル掘削機を推進させるシールドジャッキが押し付けられて、前記トンネル掘削機の推進反力となる内型枠であって、前記トンネルの周壁側に、コンクリートとの係止を大きくする係止力増大部を設けたことにより、前記内型枠が前記空間に打設されて養生・硬化したコンクリートに係止させやすくなり、前記トンネル掘削機の推進反力が大きくなるので、掘削時に使用する内型枠の数量を減らすことができ、トンネル掘削の施工コストを低減させることができる。

第２の発明に係る内型枠によれば、第１の発明において、前記係止力増大部は、前記トンネルの前方から後方に向って前記トンネルの周壁側に傾斜させたものであることにより、従来の内型枠と比べてコンクリートに係止させやすくなり、第１の発明と同様に、前記トンネル掘削機の推進反力が大きくなるので、掘削時に使用する内型枠の数量を減らすことができ、トンネル掘削の施工コストを低減させることができる。

第３の発明に係る内型枠によれば、第１の発明において、前記係止力増大部は、前記トンネルの周壁側に凹凸状に形成したものであることにより、従来の内型枠と比べてコンクリートに係止させやすくなり、第１の発明と同様に、前記トンネル掘削機の推進反力が大きくなるので、掘削時に使用する内型枠の数量を減らすことができ、トンネル掘削の施工コストを低減させることができる。

第４の発明に係るトンネル掘削機の推進方法によれば、掘削されたトンネルの周壁に沿って、外周面に係止増大部を有する内型枠をリング状に配置し、前記トンネルの周壁と前記内型枠の外周面との間にコンクリートを打設した後、前記内型枠を反力受けとしてトンネル掘削機を推進させることにより、従来の内型枠と比べてコンクリートに係止させやすくなり、第１の発明と同様に、前記トンネル掘削機の推進反力が大きくなるので、掘削時に使用する内型枠の数量を減らすことができ、トンネル掘削の施工コストを低減させることができる。

第５の発明に係るトンネル掘削機によれば、第１の発明乃至第３の発明のいずれかに記載された内型枠を用いるトンネル掘削機であって、筒状をなす掘削機本体と、前記掘削機本体の前部に回転駆動可能に装着されて放射状に装着されたカッタスポークを有するカッタヘッドと、前記カッタヘッドにより掘削されたトンネルの周壁に所定の空間を空けてリング状に前記内型枠を組み立てる内型枠組立て手段と、前記空間にコンクリートを打設するコンクリート打設手段と、前記内型枠組立て手段により組み立てられ、前記コンクリート打設手段により打設されたコンクリートに対し前記係止力増大部により係止された前記内型枠を反力受けとして前記掘削機本体を推進させるシールドジャッキと、前記内型枠を取り外す内型枠脱型手段とを備えたことにより、従来の内型枠と比べてコンクリートに係止させやすくなり、第１の発明と同様に、前記トンネル掘削機の推進反力が大きくなるので、掘削時に使用する内型枠の数量を減らすことができ、トンネル掘削の施工コストを低減させることができる。

以下に、本発明に係る内型枠を実施するための最良の形態を実施例に基づき具体的に説明する。

図１に本発明の一実施形態に係る内型枠を用いたトンネル掘削機の概略断面、図２に本発明の一実施形態に係る内型枠を用いたトンネル掘削機に牽引される搬送台車の側面視、図３に図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面、図４に図３におけるＩＶ−ＩＶ断面、図５に本発明の一実施形態に係る内型枠の斜視、図６に本発明の一実施形態に係る内型枠の要部拡大断面図を示す。

本実施例で説明するトンネル掘削機は、掘削した土砂をチャンバに充填させ、このチャンバ内を所定の圧力に維持しながらチャンバ内の土砂を排出することで、切羽の安定化を図りながらトンネルを構築する泥土圧式シールド掘削機である。

図１に示すように、泥土圧式シールド掘削機の掘削機本体１は、略同径の円筒形状をなす前胴１１と後胴１２とが連結軸１３によって左右に屈曲自在に連結され、前胴１１と後胴１２との間に架設される複数の中折ジャッキ１４によって屈曲可能となる。

掘削機本体１の前胴１１の前部には、回転リング１５が回転自在に支持される。この回転リング１５には、連結ビーム１６を介してカッタヘッド１７が連結され、回転リング１５の後部にはリングギア１８が固定される。このカッタヘッド１７には、複数のカッタスポーク１９が中心部から放射状に配設され、カッタヘッド１７の中心部にはフィッシュテールカッタ２０が装着される。各カッタスポーク１９の先端部は外周リング２１によって連結される。各カッタスポーク１９の両側部には複数のカッタビット２２がその長手方向に沿って装着され、所定のカッタスポーク１９の先端部には余掘りを行うコピーカッタ２３が出没自在に設けられる。

また、掘削機本体１の前胴１１には複数のカッタ旋回モータ２５が装着され、各カッタ旋回モータ２５の駆動ギア２６がリングギア１８にそれぞれ噛み合っている。したがって、各カッタ旋回モータ２５を駆動して駆動ギア２６が回転駆動すると、リングギア１８、回転リング１５、連結ビーム１６を介してカッタヘッド１７を回転することができる。

更に、掘削機本体１の前胴１１の前部には、カッタヘッド１７の後方に位置してバルクヘッド２７が設けられる。カッタヘッド１７とバルクヘッド２７との間に掘削土砂を充満させるチャンバ２８が形成される。バルクヘッド２７から前方（チャンバ２８）に向けて複数の固定式撹拌棒２９が固定され、カッタヘッド１７から後方（チャンバ２８）に向けて複数の旋回式撹拌棒３０が固定される。固定式撹拌棒２９の一部にチャンバ２８内の掘削土砂に対して加泥材を注入する図示しない加泥材注入口が設けられると共に、薬液（固結材）を注入する図示しない薬液注入管が設けられている。また、掘削機本体１内には、掘削土砂を外部に排出するためのスクリューコンベヤ３１が配設され、前部が下方に傾斜してバルクヘッド２７を貫通してチャンバ２８内に開口する。

掘削機本体１の後胴１２には、その内周面に沿ってリングガータ３２が固定され、このリングガータ３２には複数のシールドジャッキ３３が後胴１２の周方向に沿って装着される。また、リングガータ３２は複数の支持ローラ３５により旋回リング３６が既設トンネルの周方向に沿って旋回自在に支持され、図示しない駆動モータにより駆動旋回可能となる。この旋回リング３６には内型枠Ｓ₁をトンネルの周壁との間に所定の空間を空けて組み立てる内型枠組立て手段である内型枠組立て装置３７が設けられる。

また、掘削機本体１の後胴１２の内周部にはリング形状をなす妻型枠４４が配設される。この妻型枠４４の前方に位置して複数の妻型枠ジャッキ４５が周方向に沿って並設される。この妻型枠ジャッキ４５の基端部がリングガータ３２に連結され、駆動ロット４６の先端部が妻型枠４４に連結される。妻型枠４４の外周面にはゴム製のシール部材４７が周方向に沿って装着され、内周面には金属製のブラシシール４８が周方向に沿って装着される。したがって、この妻型枠ジャッキ４５を伸縮することで、リング状の妻型枠４４を前後に移動することができ、このとき、シール部材４７が後胴１２の内周面に押圧すると共に、ブラシシール４８がリング状に組み立てられた既設内型枠Ｓ₁の外周面に押圧することで、掘削機本体１の内部への浸水を防止することができる。

この妻型枠４４には掘進方向の後方に向ってコンクリート打設孔４９が形成される。このコンクリート打設孔４９は周方向に間隔を空けて複数設けられる。一方、掘削機本体１により牽引される第１搬送台車５０には、生コンクリートの吸引及び吸引可能な駆動ポンプを有するコンクリート打設手段であるコンクリート打設装置（図示せず）が搭載される。このコンクリート打設装置から妻型枠４４における各コンクリート打設孔４９までコンクリート打設配管５１が配索される。したがって、コンクリート打設装置からコンクリート打設配管５１を通して生コンクリートを送給し、各コンクリート打設孔４９から掘削したトンネル内壁面と既設の内型枠Ｓ₁の外周面との間に形成された空間部にコンクリートを打設することができる。また、この妻型枠４４に対応して後胴１２の外周面には打設したコンクリートが前方へ流出するのを防止する逆流防止板５２が取り付けられる。

掘削機本体１の後胴１２には左右一対の支柱５３が立設されている。各支柱５３の上下端部がリングガータ３２に固定されている。この支柱５３にはほぼ水平な架台５４が設けられ、この架台５４は後方に向って延びている。この架台５４には内型枠Ｓ₁の組立てを補助する前後の形状保持装置５５，５６が前後に移動自在に装着され、移動ジャッキ５７により同期して前後移動可能になっている。この形状保持装置５５，５６は、ほぼ同様な構成をなし、内蔵された油圧ジャッキ（図示せず）により弧状をなす上下の保持部材５８，５９を昇降することで、内型枠Ｓ₁を所定の組み付け位置に矯正して所定のリング形状に保持することができる。なお、隣接する各内型枠Ｓ₁同士は図示しないボルトにより連結される。

図１乃至図４に示すように、本実施形態の泥土圧式シールド掘削機には、後方に２つの搬送台車が接続され、ほぼ同期して推進可能となっている。第１搬送台車５０は、前部台車６０と後部台車６１とからなる。前部台車６０は下部に複数の走行車輪６２を有する。また、後部台車６１は上部及び下部に複数の走行車輪６３を有する。各走行車輪６２，６３が既設の内型枠Ｓ₁に予め固定された上下左右のレール６４に転動自在に支持されることで、前部台車６０及び後部台車６１はトンネル内を推進することができる。

掘削機本体１の架台５４と前部台車６０とが連結台６５により連結される。前部台車６０と後部台車６１とが連結ジャッキ６６により連結される。この連結ジャッキ６６が伸縮することで、前部台車６０及び後部台車６１は互いに接近離反可能となる。また、後部台車６１の上部及び両側部には内蔵された油圧ジャッキにより出没自在なグリッパ６７が設けられる。前記油圧ジャッキを伸張して各グリッパ６７を上部レール６４や内型枠Ｓ₁の内面に押し付けることで、後部台車６１を前後移動不能に拘束することができる。

この後部台車６１の後部には架台６８が延設される。この架台６８に設けられた複数の支持ローラ６９により旋回リング７０が既設トンネルの周方向に沿って旋回自在に支持され、駆動モータ７１により駆動旋回可能となる。この旋回リング７０に既設の内型枠Ｓ₁を取り外す内型枠脱型手段である内型枠脱型装置７２が設けられる。

また、掘削機本体１の架台５４から第１搬送台車５０の後部台車６１にかけてホイストレール７９が配設され、後端部が後部台車６１に吊り下げ支持される一方、前端部が架台５４に前後移動自在に支持される。このホイストレール７９には、ホイスト８０が前後移動自在に支持され、このホイスト８０は、内型枠脱型装置７２により取り外された内型枠Ｓ₁を受け取って前方に搬送し、内型枠組立て装置３７に渡すことができる。

第１搬送台車５０の後方には第２搬送台車８１が配設され、この第２搬送台車８１は後部台車６１と連結部材８２を介して連結され、同期して牽引されて推進可能となっている。この第２搬送台車８１の下部には、トンネル掘削方向に走行する走行車輪８３と、トンネルの周方向に走行する走行車輪８４とをそれぞれ複数有する。なお、走行車輪８４と第２搬送台車との間にジャッキ８５が設けられ、このジャッキ８５を延ばすことにより、走行車輪８３がトンネルの内壁面から離れて第２搬送台車８１と共に持ち上げられ、走行車輪８４だけで第２搬送台車８１が支持される。

なお、第１搬送台車５０の後方には第２搬送台車８１が配設され、前述したコンクリートの打設装置、シールドジャッキ３３、内型枠組立て装置３７、内型枠脱型装置７２などのパワーユニットが搭載される。

掘削機本体１は、シールドジャッキ３３を後方に伸張しスプレッダ３４を既設の内型枠Ｓ₁に押し付けることで得られる反力により、前進することができる。この内型枠Ｓ₁は、鋼板をトンネル内壁面の形状に合わせて湾曲させ、これを箱状に溶接した形状を有する。

詳しくは、図５に示すように、内型枠Ｓ₁は、トンネル前側に配置される側壁である主桁９１と、主桁９１に相対し、トンネル後側に配置される側壁である主桁９２と、トンネル周方向に配設され、主桁９１と主桁９２とを連結する側壁である継手板９３と、トンネルの周方向の形状に合わせて湾曲し、主桁９１，９２の端部及び継手板９３の端部を覆う背板９６とからなる箱型形状である。主桁９１の高さｄ₁は、主桁９２の高さｄ₂より低く、係止力増大部としてのトンネルの前方から後方に向って外側に傾斜した形状であると共に、内型枠Ｓ₁の内部には主桁９１，９２に平行な縦リブ９４及び継手板９３に平行な横リブ９５がそれぞれ複数配設される。複数の内型枠Ｓ₁をトンネル内壁面の周方向に沿ってリング形状に組み立てた後に、トンネル内壁面とリング状に組み立てられた内型枠Ｓ₁の外周面との間にコンクリートを打設することで、トンネル構造体を形成することができる。また、内型枠Ｓ₁をトンネルの周壁に組み付けたとき、隣接する内型枠Ｓ₁同士が接する主桁９１の高さｄ₁と主桁９２の高さｄ₂とが異なり、主桁９２の高さｄ₂と主桁９１の高さｄ₁とに高さ差が生じる。よって、トンネル掘削機を推進させるシールドジャッキを内型枠Ｓ₁に押し付けて生じるトンネルの軸方向の力を、内型枠Ｓ₁の背板９６の面とコンクリートとの係止の他、上記高さ差からなる引っ掛かりで受けることになり、隣接しても高さ差が生じない従来の内型枠と比べて大きな推進力を受けることができるので、内型枠Ｓ₁がコンクリートに係止されて得られる係止力は、従来の傾斜の無い内型枠を使用したときに得られる係止力よりも大きくなる。なお、内型枠Ｓ₁には様々な大きさのものがある。

ここで、上述した本実施形態の泥土圧式シールド掘削機によるトンネル掘削作業について説明する。

図１に示すように、カッタ旋回モータ２５によりカッタヘッド１７を回転させながら、複数のシールドジャッキ３３を伸張してスプレッダ３４を既設の内型枠Ｓ₁へ押し付け、この反力によって掘削機本体１が前進する。このとき、カッタヘッド１７の各カッタビット２２が前方の地盤を掘削し、掘削土砂がカッタスポーク１９の間からチャンバ内に取り込まれる。このチャンバ２８内の掘削土砂がスクリューコンベヤ３１により外部へ排出される。また、内型枠組立て装置３７は、既設トンネル内に搬入された内型枠Ｓ₁を把持してトンネルの内壁面に沿って移動し、把持した内型枠Ｓ₁を所定の位置に固定してリング状に組み立てている。このとき、形状保持装置５５，５６は、内型枠組立て装置３７との干渉を避けながら、内型枠Ｓ₁を正規の組立て位置に矯正すると共に、リング状に組立てられた内型枠Ｓ₁を真円となるように矯正する。

上記内型枠組立て装置３７による内型枠Ｓ₁の組立てに並行して、コンクリート打設装置により生コンクリートが打設される。つまり、生コンクリートは、コンクリート打設装置からコンクリート打設配管５１を通り、妻型枠４４の各コンクリート打設孔４９から、掘削地山と既設の内型枠Ｓ₁の外周面との間の空間部に向けて吐出される。
このとき、妻型枠ジャッキ４５に対して駆動ロッド４６が伸張する方向の油圧を作用させることで、打設された生コンクリートに対して妻型枠４４を押し付け、掘削地山と既設の内型枠Ｓ₁の外周面と空間部の隅々まで生コンクリートが流動するようにする。その後、所定時間が経過すると、コンクリートが固化してトンネル構造体が強固に構築される。

掘削機本体１が推進するときには、この掘削機本体１の推進に同期して第１搬送台車５０の前部台車６０は牽引されて前進するものの、後部台車６１は各グリッパ６７を上部レール６４や内型枠Ｓ₁の内面に押し付けることで、前後移動不能に拘束される。つまり、内型枠Ｓ₁が組み立てられて、掘削地山とこの既設の内型枠Ｓ₁の外周面との間の空間部に生コンクリートが連続して注入されてから所定時間が経過すると、このコンクリートは次第に固化する、そのため、固化したコンクリートに対応した内型枠Ｓ₁を内型枠脱型装置７２により取り外す必要がある。このとき、後部台車６１を拘束した状態で、掘削機本体１及び前部台車６０の前進に同期して連結ジャッキ６６を伸張し、その移動量をキャンセルし、後部台車６１をその位置に止めた状態で、内型枠脱型装置７２を作動して既設の内型枠Ｓ₁を取り外し、この内型枠Ｓ₁をホイスト８０により前方に搬送する。

したがって、本実施例による内型枠Ｓ₁によれば、内型枠Ｓ₁の外側に係止力増大部としてのトンネルの前方から後方に向って外側に傾斜した形状を設けたことにより、硬化したコンクリートと内型枠Ｓ₁との間に生じる摩擦力が大きくなると共に、内型枠Ｓ₁の主桁９２がコンクリートに引っ掛かり係止させられ、既設内型枠Ｓ₁にトンネル掘削機のシールドジャッキ３３を押し付けて得られるトンネル掘削機の推進力が大きくなるので、内型枠Ｓ₁を使用する数量を減らすことができ、トンネル掘削の施工コストが低減することができる。

以下に、第２の実施例に係る内型枠を説明する。
図７に本発明の他の実施形態に係る内型枠を用いたトンネル掘削機の要部側断面図を示す。

図６に示すように、本発明に係る内型枠Ｓ₂は、図５に示される内型枠Ｓ₁と同様に、箱型形状であり、トンネル前側に配置される側壁である主桁１０１と、主桁１０１に相対し、トンネル後側に配置される側壁である主桁１０２と、トンネル周方向に配設され、主桁１０１と主桁１０２とを連結する側壁である継手板（図示せず）と、トンネルの周方向の形状に合わせて湾曲し、主桁１０１，１０２の端部及び継手板の端部を覆う背板１０６とからなる。この背板１０６の外側１０６ａ、即ちトンネル周壁側に位置する面を、係止力増大部として凹凸状に形成したものである。なお、内型枠Ｓ₂の内側には、主桁１０１，１０２に平行な縦リブ（図示せず）及び継手板に平行な横リブ（図示せず）がそれぞれ複数配設される。よって、背板１０６の外側が凹凸状であることにより、内型枠Ｓ₂と硬化したコンクリートとの摩擦力が大きくなる。

したがって、本実施例による内型枠Ｓ₂によれば、上記第１の実施例のトンネル掘削機と同様に、内型枠Ｓ₂の外側を係止力増大部としての凹凸状に形成したことにより、硬化したコンクリートと内型枠Ｓ₂との間に生じる摩擦力が大きくなり、既設内型枠Ｓ₂にトンネル掘削機のシールドジャッキ３３を押し付けて得られるトンネル掘削機の推進力が大きくなるので、内型枠Ｓ₂を使用する数量を減らすことができ、トンネル掘削の施工コストが低減することができる。

なお、上記実施例では、係止力増大部を有する内型枠を連続して配設したものを用いて説明したが、平らな（傾斜していない）背板を有する内型枠を所定数量配設する毎に、係止力増大部を有する内型枠を配設するようにしても良い。

なお、上記実施の形態では、本発明のトンネル掘削機を泥水式シールド掘削機として説明したが、土圧式シールド掘削機に適用しても良く、また岩盤を掘削するトンネルボーリングマシンに適用することもできる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の一実施形態に係る内型枠を用いたトンネル掘削機の概略断面図である。本発明の一実施形態に係る内型枠を用いたトンネル掘削機に牽引される搬送台車の側面視図である。図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。本発明の一実施形態に係る内型枠の斜視図である。本発明の一実施形態に係る内型枠の要部拡大断面図である。本発明の他の実施形態に係る内型枠を用いたトンネル掘削機の要部側断面図である。

符号の説明

１掘削機本体
１１前胴
１２後胴
１３連結軸
１４中折ジャッキ
１５回転リング
１６連結ビーム
１７カッタヘッド
１８リングギア
１９カッタスポーク
２０フィッシュテールカッタ
２１外周リング
２２カッタビット
２３コピーカッタ
２５カッタ旋回モータ
２６駆動ギア
２７バルクヘッド
２８チャンバ
２９固定撹拌棒
３０旋回式撹拌棒
３１スクリューコンベヤ
３２リングガータ
３３シールドジャッキ
３４スプレッダ
３５支持ローラ
３６旋回リング
３７内型枠組立て装置
４４妻型枠
４５妻型枠ジャッキ
４６駆動ロット
４７シール部材
４８ブラシシール
４９コンクリート打設孔
５０第１搬送台車
５１コンクリート打設配管
５２逆流防止板
５３支柱
５４架台
５５，５６形状保持装置
５７移動ジャッキ
５８，５９保持部材
６０前部台車
６１後部台車
６２，６３走行車輪
６４レール
６５連結台
６６連結ジャッキ
６７グリッパ
６８架台
６９支持ローラ
７０旋回リング
７１駆動モータ
７２内型枠脱型装置
７３支持筒
７４旋回フレーム
７５昇降ジャッキ
７６スライドジャッキ
７７スライドフレーム
７８把持部
７９ホイストレール
８０ホイスト
８１第２搬送台車
８２連結部材
８３，８４走行車輪
８５ジャッキ
９１，９２主桁
９３継手板
９４縦リブ
９５横リブ
９６背板

Claims

掘削されたトンネルの周壁に所定の空間を空けてリング状に組み立てられ、かつ前記空間に打設されるコンクリートに係止され、トンネル掘削機を推進させるシールドジャッキが押し付けられて、前記トンネル掘削機の推進力の反力受けとなる内型枠であって、前記トンネルの周壁側に、コンクリートとの係止力を大きくする係止力増大部を設けたことを特徴とする内型枠。
前記係止力増大部は、前記トンネルの前方から後方に向って前記トンネルの周壁側に傾斜させたものであることを特徴とする請求項１に記載の内型枠。
前記係止力増大部は、前記トンネルの周壁側を凹凸状に形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の内型枠。
掘削されたトンネルの周壁に沿って、外周面に係止力増大部を有する内型枠をリング状に配置し、前記トンネルの周壁と前記内型枠の外周面との間にコンクリートを打設した後、前記内型枠を反力受けとしてトンネル掘削機を推進させることを特徴とするトンネル掘削機の推進方法。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された内型枠を用いるトンネル掘削機であって、筒状をなす掘削機本体と、前記掘削機本体の前部に回転駆動可能に装着されて放射状に装着されたカッタスポークを有するカッタヘッドと、前記カッタヘッドにより掘削されたトンネルの周壁に所定の空間を空けてリング状に前記内型枠を組み立てる内型枠組立て手段と、前記空間にコンクリートを打設するコンクリート打設手段と、前記内型枠組立て手段により組み立てられ、前記コンクリート打設手段により打設されたコンクリートに対し前記係止力増大部により係止された前記内型枠を反力受けとして前記掘削機本体を推進させるシールドジャッキと、前記内型枠を取り外す内型枠脱型手段とを備えたことを特徴とするトンネル掘削機。