JP2018028243A - 裏込め材注入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】裏込め材注入の基本性能を維持しながら薄型化を図ることができるとともに、メンテナンスの実施時期を容易に判断することができる裏込め材注入装置を提供する。
【解決手段】スキンプレート２の周方向に並設される裏込め材注入管６、モルタル供給管７および凝結剤供給管８を備え、モルタル供給管７からのモルタルと凝結剤供給管８からの凝結剤とを混合してなる裏込め材を、裏込め材注入管６を通してテールボイド４へと注入するようにした裏込め材注入装置１において、裏込め材注入管６の先端側開口部寄りに先端側が接続されるベンド管１１の基端側にモルタル供給管７の先端側を着脱可能に接続し、スキンプレート２の周方向に突出するようにモルタル供給管７の先端部寄りに凝結剤供給ノズル２０を接続し、この凝結剤供給ノズル２０の内部に組み込まれるチェック弁２２を介して凝結剤供給管８をモルタル供給管７に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シールド掘進機の後方に発生する覆工体と掘削坑壁との空隙部（テールボイド）に裏込め材注入管を通して裏込め材を注入するようにした裏込め材注入装置に関し、特に、シールド掘進機のスキンプレート内の狭小空間にも埋め込むことが可能な先端混合方式の裏込め材注入装置に関するものである。

テールボイドに裏込め材を注入する裏込め材注入工法は、シールド掘進機の掘進と同時に行われることが重要で、シールド掘進機の掘進に対し遅れが生じると、周辺地盤の緩みを生じさせて、地盤沈下等を招く恐れがある。

従来、シールド掘進機の掘進と同時に裏込め材注入工法を行うために、シールド掘進機のテール部のスキンプレートに裏込め材注入装置を付設し、シールド掘進機の掘進と同時に裏込め材注入装置により裏込め材をテールボイドに注入するようにしている。

裏込め材注入装置は、テールボイドに臨ませるようにシールド掘進機の後部に配設された面板に取り付けられる裏込め材注入管と、この裏込め材注入管に接続されるモルタル供給管および洗浄水供給管と、モルタル供給管に接続される凝結剤供給管とを備えて構成されている。裏込め材注入装置においては、モルタル供給管を通して供給されるモルタルと、凝結剤供給管を通して供給される凝結剤とを混合して得られるゲル状の裏込め材を、裏込め材注入管を通してテールボイドに注入するとともに、例えば注入作業の区切り時間帯を利用して、洗浄水供給管を通して供給される洗浄水で裏込め材注入管やモルタル供給管の管内を水洗して次の注入作業を円滑に行うようにしている。

上記の裏込め材注入装置をシールド掘進機のテール部のスキンプレートに設置する方法としては、例えば、スキンプレート上にカバー部材を付設し、このカバー部材とスキンプレートとの間に裏込め材注入装置を組み込んで設置するという方法や、スキンプレートの一部に切れ込みを形成し、この切れ込みの中に裏込め材注入装置を上下の鉄板で挟み込むように覆って設置するという方法がある。しかし、前者の方法の場合、シールド掘進機の外周側にカバー部材が突出するので、突出量が大きすぎると掘進動作の妨げになり、後者の方法の場合、スキンプレートの強度不足を招く恐れがある。このため、裏込め材注入装置の基本性能を維持しながら裏込め材注入装置そのものの厚みを薄くするという裏込め材注入装置の薄型化への要望が大きい。
なお、裏込め材注入装置の厚みとは、裏込め材注入装置をスキンプレートに設置した際におけるスキンプレートの径方向の厚みのことであり、通常、裏込め材注入装置の厚み寸法と裏込め材注入装置の高さ寸法とは同義で使用される。

ところで、上記の裏込め材注入装置では、洗浄水供給管を通して供給される洗浄水で裏込め材注入管等の管内を適時水洗して洗浄するようにされているが、使用が進むに従って、次第に裏込め材の一部が管内壁面に付着凝結し、これがモルタルコレステロールとして成長すると、管路が狭められて閉塞し、裏込め材の注入が阻害されることがある。

そこで、裏込め材注入管の先端側開口部寄りにできる限り近い位置にモルタルと凝結剤との混合部を配置するとともに、管閉塞が最も生じ易いモルタル供給管は勿論のこと、凝結剤供給管や洗浄水供給管を分割脱着可能な構成として、メンテナンスを容易に行えるようにしたものが例えば特許文献１にて提案されている。

特許第３５３０３３８号公報

特許文献１においては、図６（ａ）に示されるような裏込め材注入装置と、図６（ｂ）に示されるような裏込め材注入装置とが開示されている。

図６（ａ）に示される裏込め材注入装置１００においては、裏込め材注入管１０１の先端側開口部寄りにベンド管１０２が取り付けられ、このベンド管１０２の他端にモルタル供給管１０３が着脱可能に接続されている。そして、ベンド管１０２とモルタル供給管１０３との接続部には、凝結剤供給管１０４がモルタル供給管１０３の外部から内部に導入され、その凝結剤供給管１０４の端部にチェック弁１０５がモルタル供給管１０３の軸心と合致するように配設されている。
この裏込め材注入装置１００では、ベンド管１０２とモルタル供給管１０３との接続部から裏込め材注入管１０１の先端側開口部までの区間が裏込め材の混合部とされている。

この裏込め材注入装置１００によれば、ベンド管１０２からモルタル供給管１０３を取り外せば、モルタル供給管１０３と共に凝結剤供給管１０４およびその凝結剤供給管１０４の端部に装着されたチェック弁１０５が同時に取り外されるので、モルタル供給管１０３におけるチェック弁１０５が配置されている箇所の内周面のモルタルコレステロール付着状態を確認することができる。これにより、混合部でのモルタルコレステロール付着状態を把握することができ、裏込め材注入装置１００の全体のメンテナンスを行う時期を容易に判断することができる。

しかしながら、上記従来の裏込め材注入装置１００では、ベンド管１０２とモルタル供給管１０３との接続部に凝結剤供給管１０４が外部から導入され、その凝結剤供給管１０４の端部にチェック弁１０５がモルタル供給管１０３の軸心と合致するように配設されており、裏込め材注入の基本性能を維持する上で必要なモルタル供給管内流量を確保するために、モルタル供給管１０３の外径と共にベンド管１０２とモルタル供給管１０３との接続部における外径が大きくなり、その結果、裏込め材注入装置１００の高さ寸法が大きくなり、前述した裏込め材注入装置の薄型化への要望に応えられないという問題点がある。

一方、図６（ｂ）に示される裏込め材注入装置１１０においては、凝結剤供給管１１１がモルタル供給管１１２の外部から内部に導入されるのではなく、モルタル供給管１１２とは独立して並行に凝結剤供給管１１１が配設され、ベンド管１１３の中間部における適所に凝結剤供給管１１１がチェック弁１１４を介して脱着可能に接続されている。
この裏込め材注入装置１１０では、ベンド管１１３の中間部から裏込め材注入管１１５の先端側開口部までの区間が裏込め材の混合部とされている。

この裏込め材注入装置１１０によれば、凝結剤供給管１１１がモルタル供給管１１２の外部から内部に導入されるのではなく、モルタル供給管１１２とは独立して並行に凝結剤供給管１１１が配設されているので、裏込め材注入装置１１０の高さ寸法を抑制することができ、前述した裏込め材注入装置の薄型化への要望に応えることができる。

しかしながら、上記従来の裏込め材注入装置１１０では、ベンド管１１３からチェック弁１１４と共に凝結剤供給管１１１を取り外し、取り外したチェック弁１１４等を点検しても、ベンド管１１３の中間部内周面のモルタルコレステロール付着状態を確認することができず、混合部でのモルタルコレステロール付着状態を把握することができないため、裏込め材注入装置１１０の全体のメンテナンスを行う時期を判断することができないという問題点がある。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、裏込め材注入の基本性能を維持しながら薄型化を図ることができるとともに、メンテナンスの実施時期を容易に判断することができる裏込め材注入装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明による裏込め材注入装置は、
掘削坑壁と覆工体との間に形成されるテールボイドに対向するようにシールド掘進機のスキンプレートの後端部に配設される面板に、前記テールボイドに先端側開口部を臨ませるように取り付けられる裏込め材注入管と、前記裏込め材注入管の軸方向視で前記スキンプレートの周方向に前記裏込め材注入管と並ぶように配設され、モルタルを供給するモルタル供給管と、前記裏込め材注入管の軸方向視で前記スキンプレートの周方向に前記裏込め材注入管と並ぶように配設され、凝結剤を供給する凝結剤供給管とを備え、前記モルタル供給管からのモルタルと前記凝結剤供給管からの凝結剤とを混合して裏込め材とし、この裏込め材を前記裏込め材注入管の先端側開口部から前記テールボイドへと注入するようにした裏込め材注入装置において、
前記裏込め材注入管の先端側開口部寄りに先端側が接続されるベンド管の基端側に前記モルタル供給管の先端側を着脱可能に接続し、前記スキンプレートの周方向に突出するように前記モルタル供給管の先端部寄りに凝結剤供給ノズルを接続し、この凝結剤供給ノズルの内部にチェック弁を組み込み、このチェック弁を介して前記凝結剤供給管を前記モルタル供給管に接続したことを特徴とするものである（第１発明）。

本発明において、前記凝結剤供給ノズルを、前記モルタル供給管との成す角度が鋭角となるように前記モルタル供給管の基端側に傾倒させるのが好ましい（第２発明）。

前記裏込め材注入管の基端側開口部寄りに先端側が接続されるベンド管の基端側に洗浄水を供給するための洗浄水供給管を接続し、前記洗浄水供給管からの洗浄水が前記裏込め材注入管を通って前記モルタル供給管へと流れる流路と、前記裏込め材が前記裏込め材注入管を通って前記テールボイドへと流れる流路とを切り換えるためのピストンを往復運動可能に前記裏込め材注入管の内部に組み込み、前記ピストンを往復駆動するために前記裏込め材注入管に連結されるジャッキが、流体圧の作用を受けて推進される複数のピストンを直列に接続して各ピストンの推力を合力した軸力を発生する構成であるのが好ましい（第３発明）。

本発明の裏込め材注入装置によれば、裏込め材注入管の先端側開口部寄りに先端側が接続されるベンド管の基端側にモルタル供給管の先端側が着脱可能に接続され、スキンプレートの周方向に突出するようにモルタル供給管の先端部寄りに凝結剤供給ノズルが接続され、この凝結剤供給ノズルの内部にチェック弁が組み込まれ、このチェック弁を介して凝結剤供給管がモルタル供給管に接続されているので、ベンド管からモルタル供給管を取り外せば、モルタル供給管の先端部内周面のモルタルコレステロール付着状態や、凝結剤供給ノズルの先端部内周面のモルタルコレステロール付着状態、チェック弁の周辺のモルタルコレステロール付着状態を確認することができる。これにより、裏込め材注入管の先端側開口部寄りに先端側が接続されたベンド管内面や裏込め材注入管内面でのモルタルコレステロール付着状態を把握することができ、裏込め材注入装置の全体のメンテナンスを行う時期を容易に判断することができる。
また、裏込め材注入装置の高さ寸法が増大しないようにするために、凝結剤供給ノズルがスキンプレートの周方向に突出するようにモルタル供給管に接続され、その凝結剤供給ノズルの内部にチェック弁が組み込まれるので、従来のように裏込め材注入の基本性能を維持する上で必要なモルタル供給管内流量を確保するために、モルタル供給管１０３の外径と共にベンド管１０２とモルタル供給管１０３との接続部における外径が大きくなるようなことがなくなり、裏込め材注入装置の高さ寸法を抑制することができ、裏込め材注入の基本性能を維持しながら裏込め材注入装置の薄型化を図ることができる。

第２発明の構成を採用することにより、スキンプレートの周方向における凝結剤供給ノズルの張り出し量が抑えられるので、裏込め材注入装置におけるスキンプレートの周方向の長さ寸法、つまり裏込め材注入装置の幅寸法を抑制することができる。

第３発明の構成を採用することにより、必要な軸力を確保しつつジャッキの径を細くすることができるので、裏込め材注入の基本性能を維持しながら裏込め材注入装置の薄型化に貢献することができる。

本発明の一実施形態に係る裏込め材注入装置の全体を示す平面図で、（ａ）は裏込め材の注入状態図、（ｂ）は洗浄水による洗浄状態図である。 同裏込め材注入装置を裏込め材注入管の軸方向から見た図で、（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ矢視図である。 図１のＣ部拡大一部破断図である。 同裏込め材注入装置で用いられるジャッキの内部構造説明図である。 同裏込め材注入装置の設置例の別態様を示す図である。 従来技術の説明図である。

次に、本発明による裏込め材注入装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜シールド掘進機によるトンネル施工方法の概略説明＞
図示による詳細説明は省略するが、シールド掘進機は、前方の地山を掘削する一方で、後方でセグメント組立装置を用いてセグメントをリング状に組み立てて覆工体を形成し、覆工体と掘削坑壁との空隙部（テールボイド）に裏込め材を裏込め材注入装置１により注入してトンネルを構築する。

＜裏込め材注入装置の説明＞
図１（ａ）に示される裏込め材注入装置１は、シールド掘進機の外周部に円周方向に沿って所要の配分で複数箇所に配設され、図２（ａ）および（ｂ）に示されるように、スキンプレート２とそのスキンプレート２上に付設されるカバー部材３との間に設置されている。
図１（ａ）、図２（ａ）および（ｂ）に示されるように、裏込め材注入装置１は、掘削坑壁と覆工体との間に形成されるテールボイド４に対向するようにシールド掘進機のスキンプレート２の後端部に配設される面板５に、テールボイド４に先端側開口部を臨ませるように取り付けられる裏込め材注入管６と、裏込め材注入管６の軸方向視でスキンプレート２の周方向に裏込め材注入管６と並ぶように裏込め材注入管６の一側方に配設され、モルタル（以下、「Ａ液」と称する。）を供給するモルタル供給管７と、裏込め材注入管６の軸方向視でスキンプレート２の周方向に裏込め材注入管６と並ぶようにモルタル供給管７の一側方に配設され、凝結剤（以下、「Ｂ液」と称する。）を供給する例えば耐圧ゴムホースからなる凝結剤供給管８と、裏込め材注入管６の軸方向視でスキンプレート２の周方向に裏込め材注入管６と並ぶように裏込め材注入管６の他側方に配設され、洗浄水を供給する洗浄水供給管９とを備え、モルタル供給管７からのＡ液と凝結剤供給管からのＢ液とを混合して裏込め材とし、この裏込め材を裏込め材注入管６の先端側開口部からテールボイド４へと注入するように構成されている。

モルタル供給管７は、複数の分割モルタル供給管７ａが所要の継手１０によって連結されて構成されている。裏込め材注入管６とモルタル供給管７との間には、裏込め材注入管６からモルタル供給管７に向かって順にベンド管１１および継手１２がそれぞれ配設されている。ベンド管１１の先端側は、裏込め材注入管６の先端側開口部寄りに接続され、ベンド管１１の基端側には、継手１２を介してモルタル供給管７の先端側が着脱可能に接続されている。

継手１０としては、互いに隣り合う分割モルタル供給管７ａの一方の分割モルタル供給管７ａの基端側に段付きテーパ孔もしくは段付きストレート孔を形成し、他方の分割モルタル供給管７ａの先端側にその段付きテーパ孔もしくは段付きストレート孔に嵌り合う外形の段付き軸部を形成して、両者の嵌め合い部にＯリングを介在させてシールする形式のものが採用されている。
なお、互いに隣り合う分割モルタル供給管７ａの嵌め合い部の外周（一方の分割モルタル供給管７ａの基端部外周）には、裏込め材注入装置５の高さ寸法が増大しないようにするために、スキンプレート２の周方向一方側に向けて突出するようにセットビス用台座１３が固着され、このセットビス用台座１３にねじ込まれるセットビス１４の締め付けによって互いに隣り合う分割モルタル供給管７ａの連結状態が保持されるようになっている。

また、継手１２としては、例えば、ベンド管１１の基端部に固着される継手雌部と、モルタル供給管７の先端部に形成される継手雄部とを備え、継手雌部にテーパ孔もしくはストレート孔を形成し、継手雄部をそのテーパ孔もしくはストレート孔に嵌り合う外形にして両者の嵌め合い部にＯリングを介在させてシールする形式のものが着脱操作を容易にし、しかも液漏れを防止するのに好ましい。また、必要に応じてねじ継手やカップラーのようないわゆるワンタッチ式の継手を採用することができる。

モルタル供給管７は、分解・組立式の管構造であり、モルタル供給管７を構成する複数の分割モルタル供給管７ａのそれぞれは、メンテナンス窓１５を通して出し入れできる長さ寸法に設定されており、メンテナンス窓１５を通して複数の分割モルタル供給管７ａを順次に継手１０で繋ぎながら先頭の分割モルタル供給管７ａを継手１２を介して連結することでモルタル供給管７を組み立てることができる。これとは逆に、継手１２からモルタル供給管７を取り外した後、複数の分割モルタル供給管７ａを順次に継手１０の箇所で分割しながらメンテナンス窓１５を通して取り出すことでモルタル供給管７を分解することができる。

裏込め材注入管６と洗浄水供給管９との間には、ベンド管１６が配設されている。ベンド管１６の先端側は、裏込め材注入管６の基端側開口部寄りに接続され、ベンド管１６の基端側には洗浄水供給管９の先端側が接続されている。

＜凝結剤供給ノズルの説明＞
モルタル供給管７を構成する複数の分割モルタル供給管７ａのうち、先頭の分割モルタル供給管７ａの先端部寄りの外周面には、スキンプレート２の周方向に突出するように円筒状の凝結剤供給ノズル２０が分割モルタル供給管７ａの内部に通じるように接続されている。

図３に示されるように、凝結剤供給ノズル２０は、スキンプレート２の周方向における当該凝結剤供給ノズル２０の張り出し量を抑えるために、分割モルタル供給管７ａとの成す角度θが鋭角となるように分割モルタル供給管７ａの基端側に傾倒させるようにして分割モルタル供給管７ａに接続されている。

＜チェック弁の説明＞
凝結剤供給ノズル２０には、継手付チェック弁２１が装着され、この継手付チェック弁２１は、凝結剤供給ノズル２０の内部に組み込まれるチェック弁２２と、凝結剤供給ノズル２０の外部に露出するようにチェック弁２２に連設される継手部２３とにより構成されている。チェック弁２２は、主に、先端側が閉鎖された断面円筒状の弁体２４と、この弁体２４に被嵌する弾性体（例えばゴム質材、軟質のプラスチック材）のチューブ２５とにより構成され、継手部２３は、一端側において弁体２４の基端部を支持する継手本体部の他端側に雌ねじ型の口金２６が一体的に取り付けられて構成されている。
弁体２４には、軸心において基端から先端部まで貫通することのない液通路が形成され、この液通路に直交して外周に開口する複数の液出口孔２７が先端部適所に形成され、これら液出口孔２７がチューブ２５によって閉じられている。そして、凝結剤供給管８から弁体２４内の液通路および液出口孔２７を通じて送り出されるＢ液の供給圧力によって、被嵌される弾性体のチューブ２５が押し拡げられ、その際に生じる弁体２４とチューブ２５との間隙を通じ弁体２４の外周面に沿ってＢ液が分割モルタル供給管７ａの内部に向けて先方に流出する。

弁体２４の軸線と口金２６の軸線とは鈍角（１８０°−θ）を成すようにされており、これによって口金２６の軸線が分割モルタル供給管６ａの軸線と平行になり、口金２６を介してチェック弁２２に接続された凝結剤供給管８がモルタル供給管７と並行に配置される。
継手部２３の一端部には、凝結剤供給ノズル２０の基端部の内周面と係合可能な所要のＯリング２８が装着されており、凝結剤供給ノズル２０に継手付チェック弁２１を装着したときに、継手部２３の一端部に装着された所要のＯリング２８が凝結剤供給ノズル２０の基端部の内周面と係合して凝結剤供給ノズル２０と継手付チェック弁２１との間がシールされるようになっている。
なお、凝結剤供給ノズル２０に継手付チェック弁２１が装着された状態は所要のセットビス２９の締付によって保持される。

ここで、分割モルタル供給管７ａと凝結剤供給ノズル２０との成す角度θ、言い換えれば分割モルタル供給管７ａとチェック弁２２との成す角度θは、３０°〜６０°の範囲が好ましく、より好ましくは３０°〜４５°の範囲で、特に好ましいのは４５°である。
また、チェック弁２２の先端部は、Ａ液とＢ液との攪拌効率を向上させるために分割モルタル供給管７ａの内周面から内部へと突出されているが、その突出量ｄが大きすぎると、Ａ液の流れを阻害することになる。そこで、Ａ液の流れの阻害を許容範囲に抑えつつＡ液とＢ液との攪拌効率を最大限高めるために、前記突出量ｄは、分割モルタル供給管７ａの内径をＤとすると、０．１Ｄ〜０．３Ｄの範囲が好ましく、より好ましくは０．２Ｄ〜０．３Ｄの範囲で、特に好ましいのは０．２Ｄである。

図１（ａ）に示されるように、裏込め材注入管６の内部には、往復運動可能にピストン３０が組み込まれ、このピストン３０を往復駆動するために裏込め材注入管６の基端側に同軸をなすようにジャッキ４０が連結されている。

ピストン３０は、裏込め材が裏込め材注入管６を通ってテールボイド４へと流れる流路Ｑ_１（図１（ａ）参照）と、洗浄水供給管９からの洗浄水が裏込め材注入管６を通ってモルタル供給管７へと流れる流路Ｑ_２（図１（ｂ）参照）とを切り換える役目をする。

図４に示されるように、ジャッキ４０は、主に、第１シリンダ４１、第２シリンダ４２、第１シリンダキャップ４３、第２シリンダキャップ４４、隔壁部材４５、第１シリンダロッド４６、第２シリンダロッド４７、第３シリンダロッド４８、第１ピストン４９および第２ピストン５０により構成されている。

第１シリンダ４１と第２シリンダ４２とは同軸上に配され、第１シリンダ４１の先端部と第２シリンダ４２の基端部とに隔壁部材４５が嵌め込まることによって両シリンダ４１，４２が連結されている。第１シリンダ４１の基端部には、第１シリンダキャップ４３が嵌め込まれる一方、第２シリンダ４２の先端部には第２シリンダキャップ４４が嵌め込まれている。第１シリンダ４１の内部における第１シリンダキャップ４３と隔壁部材４５との間には、第１ピストン４９が配される一方、第２シリンダ４２の内部における第２シリンダキャップ４４と隔壁部材４５との間には、第２ピストン５０が配されている。

第１シリンダキャップ４３の中心部には、第１シリンダロッド４６が挿通され、第１シリンダロッド４６の先端部が第１ピストン４９の基端部に固定されている。第１シリンダロッド４６の基端部には、図１（ａ）および（ｂ）に示されるように、後端（開）確認用の近接スイッチ５１および前端（閉）確認用の近接スイッチ５２と近接可能に位置検出片５３が装着されており、裏込め材注入位置（図１（ａ）参照）と洗浄位置（図１（ｂ）参照）とを検出することができるようになっている。

図４に示されるように、隔壁部材４５の中心部には、第２シリンダロッド４７が挿通され、この第２シリンダロッド４７によって第１ピストン４９と第２ピストン５０とが連結されている。
第２シリンダキャップ４４の中心部には、第３シリンダロッド４８が挿通され、第３シリンダロッド４８の基端部が第２ピストン５０の先端部に固定され、第３シリンダロッド４８の先端部が、裏込め材注入管６内に組み込まれた前記ピストン３０の基端部に固定されている。

第１ピストン４９の基端部には、第１シリンダ４１の内部における第１シリンダキャップ４３と第１ピストン４９との間の第１油室５５に開口する第１圧油通路孔５６が形成されている。第２ピストン５０の基端部には、第２シリンダ４２の内部における隔壁部材４５と第２ピストン５０との間の第３油室５７に開口する第２圧油通路孔５８が形成されている。第２シリンダロッド４７の内部には、第１圧油通路孔５６と第２圧油通路孔５８とを繋ぐように圧油が流通される圧油流通路５９が形成されている。

第１シリンダ４１の基端部寄りの部位には、第１油室５５に繋がる第１ポート６１が形成され、この第１ポート６１には、第１配管継手６２が接合されている。第１シリンダ４１の先端部寄りの部位には、第１シリンダ４１の内部における第１ピストン４９と隔壁部材４５との間の第２油室６３に繋がる第２ポート６４が形成され、この第２ポート６４には、第２配管継手６５が接合されている。
第２シリンダ４２の先端部寄りの部位には、第２シリンダ４２の内部における第２ピストン５０と第２シリンダキャプ４４との間の第４油室６６に繋がる第３ポート６７が形成され、この第３ポート６７には、第３配管継手６８が接合されている。

第１配管継手６２には、押し油圧を作用させるための圧油を供給する第１油圧配管６９が接続されている。第２配管継手６５には、引き油圧を作用させるための圧油を供給する第２油圧配管７０が接続されている。第２配管継手６５と第３配管継手６８とは、第３油圧配管７１が接続されており、第２油圧配管７０、第２配管継手６５および第２ポート６４を介して第２油室６３へと供給される圧油の一部を第３油圧配管７１、第３配管継手６８および第３ポート６７を介して第４油室６６へと供給することができるようになっている。

なお、配管継手６２，６５，６８は、スキンプレート２の周方向他方側に向けてシリンダ４１，４２から突出するように固着され、しかも、裏込め材注入管６の軸方向視で、図２（ａ）に示されるように、第２配管継手６５と第３配管継手６８とが重なり合うとともに、これら配管継手６５，６８と第１シリンダ４１との間に第１配管継手６２が配置されている。これにより、裏込め材注入装置１の高さ寸法ｈが増大しないようにすることができるとともに、裏込め材注入装置１の幅寸法を抑えることができる。

ジャッキ４０においては、押し油圧を作用させる圧油が、第１油圧配管６９、第１配管継手６２および第１ポート６１を介して第１油室５５に供給されると、この第１油室５５に供給された圧油の一部が、第１圧油通路孔５６、圧油流通路５９および第２圧油通路孔５８を介して第３油室５７に供給される。これにより、第１ピストン４９および第２ピストン５０のそれぞれの基端面に押し油圧が作用することになり、各ピストン４９，５０の推力を合力した押し方向の軸力が発生し、該軸力によって前記ピストン３０を押し出すことができる。
また、引き油圧を作用させる圧油が、第２油圧配管７０、第２配管継手６５および第２ポート６４を介して第２油室６３に供給されるとともに、第２配管継手６５から第３油圧配管７１、第３配管継手６８および第３ポート６７を介して第４油室６６に供給されると、第１ピストン４９および第２ピストン５０のそれぞれの先端面に引き油圧が作用することになり、各ピストン４９，５０の推力を合力した引き方向の軸力が発生し、該軸力によって前記ピストン３０を引き戻すことができる。

図１（ａ）に示されるように、ジャッキ４０とモルタル供給管７との間には、これらジャッキ４０およびモルタル供給管７に沿って延設されるガイド兼リブ板７５がスキンプレート２に固着されている。このガイド兼リブ板７５は、スキンプレート２を補強する役目をするとともに、モルタル供給管７を脱着する際のガイドの役目もする。

＜作用効果の説明＞
以上に述べたように構成される裏込め材注入装置１によれば、裏込め材注入管６の先端側開口部寄りに先端側が接続されるベンド管１１の基端側にモルタル供給管７の先端側が着脱可能に接続され、スキンプレート２の周方向に突出するようにモルタル供給管７の先端部寄りに凝結剤供給ノズル２０が接続され、この凝結剤供給ノズル２０の内部にチェック弁２２が組み込まれ、このチェック弁２２を介して凝結剤供給管８がモルタル供給管７に接続されているので、ベンド管１１からモルタル供給管７を取り外せば、分割モルタル供給管７ａの先端部内周面等に付着したモルタルコレステロール７６（図３参照）の付着状態を確認することができる。これにより、ベンド管１１の内面や裏込め材注入管６の内面でのモルタルコレステロール付着状態を把握することができ、裏込め材注入装置１の全体のメンテナンスを行う時期を容易に判断することができる。
また、裏込め材注入装置１の高さ寸法ｈ（図２（ａ）参照）が増大しないようにするために、凝結剤供給ノズル２０がスキンプレート２の周方向に突出するように分割モルタル供給管７ａに接続され、その凝結剤供給ノズル２０の内部にチェック弁２２が組み込まれるので、従来のように裏込め材注入の基本性能を維持する上で必要なモルタル供給管内流量を確保するために、モルタル供給管１０３の外径と共にベンド管１０２とモルタル供給管１０３との接続部における外径が大きくなるようなことがなくなり、裏込め材注入装置１の高さ寸法を抑制することができ、裏込め材注入の基本性能を維持しながら裏込め材注入装置１の薄型化を図ることができる。

以上、本発明の裏込め材注入装置について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

上記の実施形態においては、裏込め材注入装置１をスキンプレート２に設置する方法として、スキンプレート２上にカバー部材３を付設し、このカバー部材３とスキンプレート２との間に裏込め材注入装置１を組み込んで設置する例を示したが、これに限定されるものではなく、図５（ａ）および（ｂ）に示されるように、スキンプレート２の一部に切れ込みを形成し、この切れ込みの中に裏込め材注入装置１を上下の鉄板８０，８１で挟み込むように覆って設置する態様もある。

本発明の裏込め材注入装置は、裏込め材注入の基本性能を維持しながら薄型化を図ることができるとともに、メンテナンスの実施時期を容易に判断することができるという特性を有していることから、シールド掘進機の後方に発生するテールボイドに裏込め材注入管を通して裏込め材を注入する用途に好適に用いることができ、産業上の利用可能性が大である。

１ 裏込め材注入装置
２ スキンプレート
４ テールボイド
５ 面板
６ 裏込め材注入管
７ モルタル供給管
８ 凝結剤供給管
９ 洗浄水供給管
１１ ベンド管
２０ 凝結剤供給ノズル
２２ チェック弁
３０ ピストン
４０ ジャッキ

前記目的を達成するために、本発明による裏込め材注入装置は、
掘削坑壁と覆工体との間に形成されるテールボイドに対向するようにシールド掘進機のスキンプレートの後端部に配設される面板に、前記テールボイドに先端側開口部を臨ませるように取り付けられる裏込め材注入管と、前記裏込め材注入管の軸方向視で前記スキンプレートの周方向に前記裏込め材注入管と並ぶように配設され、モルタルを供給するモルタル供給管と、前記裏込め材注入管の軸方向視で前記スキンプレートの周方向に前記裏込め材注入管と並ぶように配設され、凝結剤を供給する凝結剤供給管とを備え、前記モルタル供給管からのモルタルと前記凝結剤供給管からの凝結剤とを混合して裏込め材とし、この裏込め材を前記裏込め材注入管の先端側開口部から前記テールボイドへと注入するようにした裏込め材注入装置において、
前記モルタル供給管を複数の分割モルタル供給管を所要の継手によって順次連結してなる構成とするとともに、前記裏込め材注入管の先端側開口部寄りに先端側が接続されるベンド管の基端側に継手を介して先頭の分割モルタル供給管の先端側を着脱可能に接続し、前記スキンプレートの周方向に突出するように前記先頭の分割モルタル供給管の先端部寄りに凝結剤供給ノズルを接続し、この凝結剤供給ノズルの内部にチェック弁を組み込み、このチェック弁を介して前記凝結剤供給管を前記先頭の分割モルタル供給管に接続し、前記凝結剤供給ノズルを、前記先頭の分割モルタル供給管との成す角度が鋭角となるように前記モルタル供給管の基端側に傾倒させて設け、かつ前記チェック弁の先端部を前記先頭の分割モルタル供給管の内周面から所要量内部に突出させたことを特徴とするものである（第１発明）。

本発明において、前記モルタル供給管を構成する複数の分割モルタル供給管のそれぞれは、メンテナンス窓を通して出し入れできる長さ寸法とされるのが好ましい（第２発明）。

本発明の裏込め材注入装置によれば、裏込め材注入管の先端側開口部寄りに先端側が接続されるベンド管の基端側にモルタル供給管の先端側が着脱可能に接続され、スキンプレートの周方向に突出するようにモルタル供給管の先端部寄りに凝結剤供給ノズルが接続され、この凝結剤供給ノズルの内部にチェック弁が組み込まれ、このチェック弁を介して凝結剤供給管がモルタル供給管に接続されているので、ベンド管からモルタル供給管を取り外せば、モルタル供給管の先端部内周面のモルタルコレステロール付着状態や、凝結剤供給ノズルの先端部内周面のモルタルコレステロール付着状態、チェック弁の周辺のモルタルコレステロール付着状態を確認することができる。これにより、裏込め材注入管の先端側開口部寄りに先端側が接続されたベンド管内面や裏込め材注入管内面でのモルタルコレステロール付着状態を把握することができ、裏込め材注入装置の全体のメンテナンスを行う時期を容易に判断することができる。
また、裏込め材注入装置の高さ寸法が増大しないようにするために、凝結剤供給ノズルがスキンプレートの周方向に突出するようにモルタル供給管に接続され、その凝結剤供給ノズルの内部にチェック弁が組み込まれるので、従来のように裏込め材注入の基本性能を維持する上で必要なモルタル供給管内流量を確保するために、モルタル供給管１０３の外径と共にベンド管１０２とモルタル供給管１０３との接続部における外径が大きくなるようなことがなくなり、裏込め材注入装置の高さ寸法を抑制することができ、裏込め材注入の基本性能を維持しながら裏込め材注入装置の薄型化を図ることができる。
さらに、凝結剤供給ノズルを、モルタル供給管との成す角度が鋭角となるようにモルタル供給管の基端側に傾倒させて設け、かつチェック弁の先端部をモルタル供給管の内周面から所要量内部に突出させるように構成しているので、スキンプレートの周方向における凝結剤供給ノズルの張り出し量を抑えることができ、裏込め材注入装置におけるスキンプレートの周方向の長さ寸法、つまり裏込め材注入装置の幅寸法を抑制することができるとともに、モルタルの流れの阻害を許容範囲に抑えつつモルタルと凝結剤との撹拌効率を最大限に高めることができる。

第２発明の構成を採用することにより、メンテナンス窓を通して分割モルタル供給管を順次継手を介して連結して組み立てることができ、また順次継手の箇所で分割しながら取り出して分解することができる。

Claims (3)

1. 掘削坑壁と覆工体との間に形成されるテールボイドに対向するようにシールド掘進機のスキンプレートの後端部に配設される面板に、前記テールボイドに先端側開口部を臨ませるように取り付けられる裏込め材注入管と、前記裏込め材注入管の軸方向視で前記スキンプレートの周方向に前記裏込め材注入管と並ぶように配設され、モルタルを供給するモルタル供給管と、前記裏込め材注入管の軸方向視で前記スキンプレートの周方向に前記裏込め材注入管と並ぶように配設され、凝結剤を供給する凝結剤供給管とを備え、前記モルタル供給管からのモルタルと前記凝結剤供給管からの凝結剤とを混合して裏込め材とし、この裏込め材を前記裏込め材注入管の先端側開口部から前記テールボイドへと注入するようにした裏込め材注入装置において、
   前記裏込め材注入管の先端側開口部寄りに先端側が接続されるベンド管の基端側に前記モルタル供給管の先端側を着脱可能に接続し、前記スキンプレートの周方向に突出するように前記モルタル供給管の先端部寄りに凝結剤供給ノズルを接続し、この凝結剤供給ノズルの内部にチェック弁を組み込み、このチェック弁を介して前記凝結剤供給管を前記モルタル供給管に接続したことを特徴とする裏込め材注入装置。
2. 前記凝結剤供給ノズルを、前記モルタル供給管との成す角度が鋭角となるように前記モルタル供給管の基端側に傾倒させることを特徴とする請求項１に記載の裏込め材注入装置。
3. 前記裏込め材注入管の基端側開口部寄りに先端側が接続されるベンド管の基端側に洗浄水を供給するための洗浄水供給管を接続し、前記洗浄水供給管からの洗浄水が前記裏込め材注入管を通って前記モルタル供給管へと流れる流路と、前記裏込め材が前記裏込め材注入管を通って前記テールボイドへと流れる流路とを切り換えるためのピストンを往復運動可能に前記裏込め材注入管の内部に組み込み、前記ピストンを往復駆動するために前記裏込め材注入管に連結されるジャッキが、流体圧の作用を受けて推進される複数のピストンを直列に接続して各ピストンの推力を合力した軸力を発生する構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の裏込め材注入装置。
   
   

Images