JP2525168Y2 - シールド掘進機の妻枠装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はトンネル覆工を既製のセグメントを使用せ
ず、場所打ちライニング工法により形成するシールド掘
進機の妻枠装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、覆工体内に鉄筋等の補強材を有する場所打ちラ
イニング工法においては、一般的にシールド機外殻内面
に接するリング状の妻枠をシールド機の掘進方向に引き
込み（脱型し）、妻枠と既打設コンクリート、シールド
機外殻に囲まれたスペースに前記補強材を組立てている
が、妻枠を引き込むためにはコンクリートが自立し且つ
地下水のテール内への進入を防止し得るに充分な強度に
達するまで養生する必要がある。

この養生期間を短縮するためには、コンクリートの余
剰水を取り除き硬化を促進する方法が一般的であり、従
来技術として妻枠部に吸水材又はフィルタ材を装着して
余剰水の排水を促進する方式（特開昭63-156199号又は
特開昭62-236995号公報参照）、或いは妻枠を介してコ
ンクリートを加圧する方式がある。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記特開昭63-156199号又は特開昭62-
236995号公報に記載の発明では、吸水材又はフィルタ材
が妻枠部に装着するだけで、コンクリート内の余剰水は
コンクリート自重により圧力のみで排出されるため、上
部と下部で余剰水の排出量が異なり、コンクリート強度
に差異が生じる。さらに圧力が小さいため余剰水の排出
量が少なく、コンクリートが脱水される領域が妻枠のご
く近傍に限られ、コンクリートの自立性、地下水の進入
防止に充分なコンクリート強度を確保するには不充分で
あり、コンクリートの凝結が開始されるまでの養生期間
が必要となる。特に、上記吸水材装着の場合には、掘進
（打ち継ぐ）毎に張り替える必要もあり、作業効率が悪
い。また、上記フィルタ材装着の場合には、これを妻枠
面の一部に設ける構成であるため、妻枠近傍のコンクリ
ート強度にばらつきを生じ易い。

一方、妻枠により加工する方式の場合には、余剰水は
妻枠と内型枠の隙間から排出されるだけで排出量が不十
分であり、さらに妻枠面に接するコンクリート面が均一
に脱水されないので妻枠面全体および妻枠面からある厚
さまでのコンクリート強度（これが妻面のコンクリート
の自立性、止水性に影響を与える）にばらつきが生じ
る。

従って、上記従来技術では、妻枠面のコンクリートの
自立性、止水性等を高めることが難しい構成となってい
る。

上記課題に鑑み、本考案は、加圧手段を有する妻枠加
圧板を妻枠に付設すると共に妻枠加圧板に透水材料を装
着し、コンクリートの余剰水を妻枠面全体にわたって均
一且つ迅速に排水できるようにした妻枠装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本考案の要旨は、テレスコピッ
ク型推進ジャッキのロッドを妻枠から鞘管内に挿入して
該鞘管内に形成した合成シャフトに反力を得て掘進する
場所打ちライニング工法のシールド掘進機において、前
記妻枠を妻枠保持リングと妻枠加工板とで構成し、該妻
枠加圧板の打設コンクリートに接する妻面全体に多数の
透水孔を設け、該透水孔を覆うように該妻枠加圧板の妻
面に焼結多孔性プラスチックシートを装着し、前記透水
孔に連通する集水区画を設ける一方、前記鞘管に連通す
る位置において前記妻枠保持リングを摺動可能に貫通す
る管状の押し金具を該妻枠加圧板に突設し、該押し金具
の前端面に前記テレスコピック型推進ジャッキの他のロ
ッド端面が接当するように構成したシールド掘進機の妻
枠装置にある。

〔作用〕

上記構成において、打設されたコンクリートは加圧手
段により妻枠加圧板を介してその自重による圧力より高
い圧力で妻面全体にわたり均一に加圧され、コンクリー
ト内の余剰水は、妻面に装着された透水材料を通じて妻
枠加圧板の透水孔から集水区画へと迅速かつ均一に排出
され、これにより妻枠近傍のコンクリートの硬化（早期
強度発現）を促進し、かかる妻面のコンクリートの自立
性、止水性を高めるように作用する。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図は妻枠部の拡大縦断面図、第２図は場所打ちラ
イニング工法にかかるシールド機の一実施例の概略縦断
面図、第３図は妻枠部の要部図であって、右半図は第２
図におけるＡ−Ａ矢視断面図、左半図は同Ｂ−Ｂ矢視断
面図を示す。

第２図に示すように、シールド機は円筒状に形成され
たスキンプレート（外殻）１を有し、スキンプレート１
の前面にはカッタヘッド２が回転可能に設けられてい
る。なお、カッタヘッドを有しない形式のシールド機で
あっても差し支えない。スキンプレート１の後部のシー
ルドテール３の内側には補助テール４が同心状に設けら
れ、このシールドテール３と補助テール４の間にエアバ
ッグ５が介装されている。エアバッグ５は円周方向に適
当数分割されている（第３図）。また、図示していない
が、補助テール４は摺動ジャッキを介してシールド機側
に連結されており、シールド機の推進に伴って移動する
ように構成されている。

場所打ちライニング工法で打設されたコンクリートの
内面には内型枠６が設置されており、リング状の妻枠７
は、この内型２枠６の切羽側端面6aに接当するように設
けてある。すなわち、この妻枠７にはシールド機側に枢
着された妻枠ジャッキ11のロッド側がヒンジ連結されて
おり、妻枠７がシールド機の推進方向に移動して妻枠脱
型した場合を除いて、妻枠７は内型枠６の側面に押圧固
定されている。

第３図にも示すように、シールド機内部には推進ジャ
ッキ12が複数本円環状に配設されている。この推進ジャ
ッキ12は２段式のテレスコピックジャッキであって、第
２図に示すように推進ジャッキの２段目ロッド12Bが妻
枠７を貫通して鞘管13内に挿入され、鞘管13と超速硬モ
ルタルとで形成された合成シャフト14に反力をとってシ
ールド機の掘進を行うようになっている。また、上記の
妻枠移動専用の妻枠ジャッキ11も同様にシールド機内部
に円環状に設けられている（第３図）。本実施例では、
この妻枠ジャッキ11でコンクリートの加圧を行わないの
でその配設本数が少なくなっているが、妻枠ジャッキ11
を加圧手段として構成することも可能である。なお、15
はコンクリート打設管、16は補強部材（鉄筋籠）であ
る。

第１図の拡大断面図に示すように、妻枠７は、妻枠保
持リング８とボックス状断面を有する妻枠加圧板９とか
ら構成されている。すなわち、妻枠保持リング８に形成
された段部にリング状の妻枠加圧板９が収納されてい
る。妻枠加工板９がボックス状断面に形成されているこ
とで、ここに後述する如く集水区画9aが形成される。そ
して、全体としては環状の排水溝が形成された格好とな
る。

妻枠加圧板９の現打設コンクリート17に接する側（妻
面ともいう）には、透水孔9bが妻面全体にわたって多数
開設されており、妻枠加圧板９のボックス状断面によっ
て形成される集水区画9aに連通している。そして、この
透水孔9bを覆うように透水材料10が妻枠加圧板９の妻面
に装着（貼着）されている。従って、コンクリートの余
剰水は、加圧により透水材料10から透水孔9bを通って妻
枠加圧板９の集水区画9a内に排水され、更に、この集水
区画9aによって形成される環状の排水溝に沿って下方に
導かれて排出されるようになっている。

なお、上記実施例では、妻枠加圧板９をボックス状断
面として、ここに集水区画9aを形成しているが、これに
代えて妻枠加圧板９を透水孔9bを有する板状に形成し
て、加圧時に妻枠加圧板９が移動することによって妻枠
保持リング８と妻枠加圧板９との間に生じる区画9a′を
集水区画（排水溝）として利用することもできる。

上記妻枠加圧板９には該妻枠保持リング８を摺動可能
に貫通する押し金具9Aが一体的に設けてある。上記押し
金具9Aは管状に形成され、鞘管13に連通する位置におい
て妻枠加工板９に突設されている。従って、推進ジャッ
キであるテレスコピックジャッキ12の２段目ロッド12B
が押し金具9Aを挿通して鞘管13内に挿入できるととも
に、１段目ロッド12Aの端面は押し金具9Aの鍔状の端面
に接当して、これを押圧できるように構成されている。
ｌはその押し込み量（加圧代）である。なお、妻枠加圧
板９の外周面には妻枠シール18が設けられ、補助テール
４の内面に摺接して現打設コンクリート17に対するシー
ルを行っている。

上記実施例の構成では、コンクリートの加圧手段とし
ては、シールド機推進用のテレスコピックジャッキ12が
兼用されており、テレスコピックジャッキ12の１段目ロ
ッド12Aを伸長することにより、押し金具9Aを介して妻
枠加圧板９を押圧できるようになっている。

なお、本実施例では、コンクリートの加圧を前述の如
く推進ジャッキ12の１段目ロッド12Aで行っているが、
妻枠加圧板９をコンクリート自重より大きな圧力で加圧
できる装置であれば、これに限定されるものではなく、
例えば妻枠加圧専用の加圧ジャッキを妻枠保持リングあ
るいはシールド機外殻に取り付ける方式、妻枠加圧板と
妻枠保持リングの間に、エアーバッグ、油圧バッグを組
み込む方式等でも差し支えない。

上記透水材料10としては適度の通気度と透水度を有す
る焼結多孔性プラスチックシート（以下、透水プラスチ
ックともいう）を使用するのがよい。この通気度として
は10^-2〜10³sec/100cc、透水量としては10¹〜10⁶l/m²hr
のものが好適である。焼結多孔性プラスチックシートと
しては焼結成形が可能な粉体として得られる熱可塑性樹
脂が好ましく、例えば、コンクリートとの接着性のない
ポリオレフィン系樹脂（例えばエチレン、プロピレン等
のモノオレフィン重合体を主成分とするもの）が最適で
ある。

ここで、透水プラスチックとスリットフォーム（商品
名）を使用した場合の比較実験例を第４図と第５図に示
す。スリットフォームは特開平1-247698号公報に開示さ
れている脱水内型枠と同様、鋼板にスリットを切り、セ
ラミックを溶射したものである。

第４図は、脱水量の比較を示すもので、縦軸は加圧力
5kg/cm²、加圧時間10分の間に脱水した水の量を示す。
横軸は実験（転用）回数を示す。この図によれば、スリ
ットフォームの場合、透水プラスチックに比べ脱水量が
当初1/3程度であるが、２回目より急激に脱水量が減少
していることが判る。これに対し、透水プラスチックの
場合には転用回数に関係なく、脱水量はほぼ一定であ
る。これは１リング毎にコンクリートを打ち継いで覆工
する方式の場所打ちライニング工法において、透水材料
として上記透水プラスチックを使用した場合には、その
張り替えの工数が殆ど要らず、作業効率がよいことを意
味する。

第５図は脱型後のコンクリート強度（縦軸）の比較を
示すもので、その強度は第４図の脱水量と相関的に変化
していることが認められる。以上の如く、透水プラスチ
ックの場合には良好な透水性能が得られと同時に、これ
によってコンクリート強度も向上することが判る。この
ことは結局コンクリートの自立性および止水性が高めら
れることを意味する。

第６図（ａ）〜（ｆ）は本考案による場所打ちライニ
ング工法の施工順序を経時的に示した図面である。

第６図（ａ）は前回構築した覆工コンクリート（既打
設コンクリート）19の養生後、妻枠ジャッキ11により妻
枠７を推進方向に摺動させ妻枠７を脱型する状況を示
す。

第６図（ｂ）は覆工コンクリートを打設する準備作業
を示す図で、妻枠７を脱型後、鞘管付鉄筋籠16をテレス
コピックジャッキ12の２段目ロッド12Bで保持して、前
回構築した合成シャフト14と連結し、複数個に分割され
た鞘管付鉄筋籠16同士を結束線等により組立を行う。更
に鞘管付鉄筋籠16と同様複数個に分割された内型枠６を
図示しない内型枠エレクターにより組立てる。

第６図（ｃ）は前回構築された覆工コンクリート19と
妻枠７に囲まれたテール部の空間17′（同図（ｂ））内
に妻枠７を貫通して配置された複数本のコンクリート打
設管15より生コンクリートを充填する状況を示す。

第６図（ｄ）は前回構築された覆工コンクリート19内
に形成された合成シャフト14（同図（ｂ））を反力とし
てテレスコピックジャッキ12の１段目ロッド12Aを伸長
させ、それに応じて発生するテールボイド20を掘進量に
同調してコンクリート打設管15により送給される生コン
クリートで加圧（一次加圧）充填しながらシールド掘進
する状況を示す。

第６図（ｅ）は掘進完了後、今回構築した覆工コンク
リート（現打設コンクリート）17の二次加圧の状況を示
した図である。第１図にも示すようにテレスコピックジ
ャッキ12の１段目ロッド12Aで押し金具９の端面を押圧
し、この押し金具9Aを介して妻枠加圧板９を押圧する。
この時、妻枠近傍のコンクリートの余剰水は、透水材料
10を通り、妻枠加圧板９の妻面全体を設けられた多数の
透水孔9bを介して妻枠加圧板９のボックス状断面の集水
区画9aに迅速かつ均一に排水される。これによって妻枠
面のコンクリートの硬化が促進されて早期強度発現が図
られ、妻枠引き込みまでの養生時間が短縮される。

上記のように、透水材料10を介して脱水することによ
り、透水孔9bの位置、数量、大きさに関係なく透水材料
10に接するコンクリートが均一に脱水され、さらに透水
孔9bにセメントペーストが詰まり固結し、脱水性能が低
下することを防止できる。また、推進ジャッキ12の１段
目ロッド12Aにより加圧するためコンクリート自重によ
る圧力よりはるかに大きな圧力で加圧が可能であり、こ
のため脱水量が増大し、コンクリート硬化促進が大きく
なるとともに、上下部の脱水量に差がなくなり、均一に
脱水される。なお、透水材料10を妻枠加圧板９に着脱可
能に設けておけば、その透水性能が低下した場合にも交
換が可能であり、透水性能を安定して確保することがで
きる。

第６図（ｆ）は今回構築した覆工コンクリート17を養
生する時間内にシールド機の推進反力とする合成シャフ
トを形成する状況を示すもので、今回構築した覆工コン
クリート17内の鉄筋籠16に固定された鞘管13の内部に超
速硬モルタルを図示しないモルタルポンプにより注入管
21を介して充填し、既成の合成シャフト14を連続化する
ものである。

〔考案の効果〕 以上説明したように本考案によれば次のような効果が
得られる。

本考案は妻枠部に透水材料を設置するとともに、妻
枠部のコンクリートに接する部分を摺動可能とし、ジャ
ッキによりコンクリートを加圧する機構により効果的に
コンクリートの余剰水を排出してコンクリートの硬化を
促進し、養生期間を短かくすることによって施工のサイ
クルタイムの短縮を図ることができる。つまり、妻枠引
き込み時のコンクリートの自立性、地下水の侵入防止に
最も重要な最妻枠近傍のコンクリートの余剰水の排水を
迅速化でき、コンクリート打ち継ぎ面を滑らかに仕上げ
ることできると共に強度の高いコンクリートを妻面に形
成できる。

コンクリート自重による圧力より高い圧力で加圧す
るため、上下部の脱水量の差が小さくなり、また、妻枠
のコンクリートに接する面全体で脱水するため妻枠近傍
のコンクリートが均一に脱水され、強度のばらつきが少
なくなる。

コンクリート自重による圧力のみで脱水する方式に
比べ、コンクリートの脱水量が多く、コンクリートの強
度が増大され、さらにコンクリートの脱水される領域が
広くなり、コンクリートの自立性、地下水侵入防止効果
が増大し、妻枠引き込みまでの待ち時間が短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本考案を説明するための図面であっ
て、第１図は本考案にかかるシールド掘進機の妻枠部の
拡大縦断面図、第２図は場所打ちライニング工法シール
ド掘進機の概略縦断面図、第３図はシールド掘進機の妻
枠部の要部図であって、右半図は第２図におけるＡ−Ａ
矢視断面図、左半図は同Ｂ−Ｂ矢視断面図、第４図と第
５図は比較実験例の説明図、第６図（ａ）〜（ｆ）は本
考案の場所打ちライニング工法の施工順序を経時的に示
した図面である。 ３……シールドテール、４……補助テール、５……エア
バッグ、６……内型枠、７……妻枠、８……妻枠保持リ
ング、９……妻枠加圧板、9a……集水区画、9b……透水
孔、9A……押し金具、10……透水材料、11……妻枠ジャ
ッキ、12……推進ジャック（テレスコピックジャッ
キ）、12A……１段目ロッド、12B……２段目ロッド、13
……鞘管、14……合成シャフト、16……補強部材（鉄筋
籠）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 堀崎 敏嗣 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設 株式会社内 (72)考案者 稲田 義和 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設 株式会社内 (72)考案者 大森 秀高 東京都中央区銀座８丁目21番１号 株式 会社竹中土木内 (72)考案者 管野 正徳 東京都中央区銀座８丁目21番１号 株式 会社竹中土木内 (72)考案者 改発 清秀 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)考案者 石川 吉見 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (56)参考文献 特開 平１−239265（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−66598（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】テレスコピック型推進ジャッキのロッドを
   妻枠から鞘管内に挿入して該鞘管内に形成した合成シャ
   フトに反力を得て掘進する場所打ちライニング工法のシ
   ールド掘進機において、 前記妻枠を妻枠保持リングと妻枠加圧板とで構成し、該
   妻枠加圧板の打設コンクリートに接する妻面全体に多数
   の透水孔を設け、該透水孔を覆うように該妻枠加圧板の
   妻面に焼結多孔性プラスチックシートを装着し、前記透
   水孔に連通する集水区画を設ける一方、前記鞘管に連通
   する位置において前記妻枠保持リングを摺動可能に貫通
   する管状の押し金具を該妻枠加圧板に突設し、該押し金
   具の前端面に前記テレスコピック型推進ジャッキの他の
   ロッド端面が接当するように構成したことを特徴とする
   シールド掘進機の妻枠装置。