JP2535191B2 - 場所打ちシ―ルド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はコンクリートを現場打ちして構築するシール
ド掘進機に関するものである。

＜従来の技術＞ シールドトンネルを構築するにあたっては、既製のセ
グメントを現場で組み立てる方法と、型枠を用いて現場
でコンクリートを打設して構築する方法が存在する。

本発明は後者の構築技術に関するものである。

一般にコンクリートを現場打ちする場合、シールド掘
進機のテールプレートの内方に内型枠を配置するととも
に、内型枠の端部とテールプレートとの間に妻板と呼ば
れる板材を配置して枠組みする。

＜本発明が解決しようとする問題点＞ フレッシュコンクリートの流出を考慮すると、妻板と
テールプレートの内周面との間の間隔は大きく設定する
ことができない。

このようにテールプレートの内周面と妻板との間の間
隔が非常に小さいため、掘進方向の修正時やカーブ施工
時においては、妻板が邪魔になりシールド掘進機の操縦
性が悪くなる。

特に、カーブの曲率が小さくなると施工が不可能とな
る場合もある。

＜本発明の目的＞ 本発明は以上の点に鑑みなされたもので、コンクリー
トの妻側からの流出を十分に阻止できるとともに、掘進
方向の修正時やカーブ施工時においても操作性に勝れた
シールド掘進機を提供することを目的とする。

＜本発明の構成＞ ＜イ＞全体の構成 シールド掘進機４の後方には内型枠５を位置せしめ
る。

シールド掘進機４の前進は内型枠５に反力を取って行
う。

一方打設したコンクリートの妻側からの流失はプレス
リングによって阻止する。

打設したコンクリートはプレスリングを介してプレス
ジャッキ６で加圧する。

コンクリートは、プレスリングの撤去後は圧力保持リ
ングによって加圧しつづけられる。

＜ロ＞圧力保持リング 圧力保持リング１は環状の円盤状である。

この圧力保持リング１は、タイロッド２と協働してコ
ンクリートを加圧しつづけことと、埋め殺されてトンネ
ルコンクリートを補強することを目的とした組立式のリ
ング部材である。

この圧力保持リング１の板面には、タイロッド２の貫
通用の孔が複数開設してある。

シールド掘進機４の操縦性を向上させるために、圧力
保持リンク１の板幅はコンクリートの覆工厚よりも小さ
く設定する。

圧力保持リング１の板幅を小さくすると、シールド掘
進機４のテールプレート41および内型枠５との間隙量が
大きくなってフレッシュコンクリートの流出が予想され
る。

逆に圧力保持リング１の板幅を大きくとると、方向修
正時やカーブ施工時などにおけるシールド掘進機の操縦
性が悪化することが予想される。

そこで本発明は、まず、圧力保持リング１の板幅を小
さくしてテールプレート41および内型枠５の各面との接
触を回避して、シールド掘進機４の操縦性を確保する。

そして、下記に説明するプレスリングによってフレッ
シュコンクリートの流出の規制を図る。

＜ハ＞プレスリング プレスリングは後述する環状ボックスと環状妻板とに
よって構成する。

＜ニ＞環状ボックス 環状ボックス３は中空の長い角筒柱を環状に曲げた形
状の容器であり、シールド掘進機内径とほぼ等しい外径
を有している。

さらにこの環状ボックス３の前後の面には、多数のタ
イロッド２挿入孔を開口し、環状ボックス３の機体側に
はタイロッドの接合作業などを行う作業孔を開口する。

さらに環状ボックス３の掘進先端側の面にはセンター
ホールジャッキをプレスジャッキ６として取り付ける。

さらにこの環状ボックス３の内周面、すなわち内型枠
の側にはスリット31を全周にわたって開設する。

＜ホ＞環状妻板 環状ボックス３のスリット31内には、内型枠５の外径
とほぼ等しい内径を有する環状妻板８の外周側を位置さ
せ、内型枠５の最先端の推力伝達型枠51の外周側に摺動
自在に搭載する。

この環状妻板８は環状ボックス３に固定するのではな
く、両者は相互にトンネルの半径方向に摺動可能に組み
合わせる。

＜ヘ＞環状妻板の作動 環状妻板８は環状ボックス３内に摺動自在に収納され
ている。

そして環状妻板８内型枠５の端の推力伝達型枠51の上
に搭載されている。

施工に際しては、内型枠５は正確な中心線を維持して
おり、一方シールド掘進機４は掘進中に上下、左右に移
動して中心線から外れてしまうことは避けられない。

ところが本発明の環状ボックス３外周はシールド掘進
機４のテールプレート41の内側に接触しており、環状妻
板８の内面は内型枠５の外周面に接触している。

したがって環状妻板８は環状ボックス３内で自由に移
動しつつ、つねに妻板としてコンクリートの流出を阻止
することになる。

＜本発明の作用＞ つぎにトンネルの施工方法について説明する。

（イ）タイロッドの延長 第４図で前工程で構築したコンクリート７の端部を示
す。

このコンクリート７の端には、圧力保持リング１とタ
イロッド２が露出し、そして各タイロッド２の端には定
着具21が装着してある。

このコンクリート７に新たなコンクリートを打ち継ぎ
するには、まず既設のコンクリート７から突出するタイ
ロッド２には接続具22を螺着して別途のタイロッド２を
接続する。

（ロ）リング類の組み付け（第５図） つづいて、トンネル内に分割された圧力保持リング１
を搬入する。

シールド掘進機４のテールプレート41内では推力伝達
型枠51を内型枠５と離して機体側に１スパン分移動させ
て位置させている。

そこでこの推力伝達型枠51の上に環状妻板８を介して
位置させた環状ボックス３の側面に、圧力保持リング１
を仮に固定して組み立てる。

圧力保持リング１を組み立てる際、第４図に示すよう
に各タイロッド２を圧力保持リング１および環状ボック
ス３、および環状ボックス３に固定したプレスジャッキ
６内を貫通させる。

（ハ）型枠の組み立て（第５図） 次にテールプレート41の内部で内型枠５を組み立て
る。

（ニ）コンクリートの圧入（第６図） 環状妻板８と環状ボックス３とによって妻側を閉塞
し、内型枠５内とテールプレート41とで包囲された遮蔽
空間を形成する。

この遮蔽空間内の全域に、内型枠５に接続したコンク
リート注入管からコンクリート７を注入する。

（ホ）コンクリートの加圧（第７図） つづいてプレスジャッキ６を一斉に作動して各タイロ
ッド２を牽引すると、まだ硬化しない状態のコンクリー
ト７が加圧される。

コンクリート７の加圧中、環状妻板８が内型枠５の外
周か、内型枠の外径と同寸法の推力伝達型枠51の外周に
接触しているから、コンクリート７の妻側からの流出が
阻止される。

（ヘ）シールドの掘進（第８図） シールド掘進機４側に設けた推進用ジャッキ42を伸長
して内型枠５に反力を得ながら、シールド掘進機４を前
進させる。

すると、シールド掘進機４の前進と同時にテールプレ
ート41も切羽側に移動する。

その結果、コンクリートはテールプレート41の通過に
より露出した地山に押し付けられる。

コンクリート７が地山に密着するまでの間は、プレス
ジャッキ６で加圧し続ける。

（ト）圧力保持リングの定着 シールド推進の完了後、コンクリート７中の余剰水が
排出されたら、環状ボックス３の作業孔を利用して、定
着具21を締め付け、圧力保持リング１を定着する。

定着具21としては、ねじ込み式や、あるいは楔式、あ
るいはタイロッド２の外周に窪みを配列したものに、タ
イロッド２の横方向から装着できるクリップ式などを採
用することができる。

（チ）環状ボックスの撤去 圧力保持リング１の定着作業を完了したら、推力伝達
型枠51と一緒に環状妻板８と環状ボックス３とを後退さ
せて撤去する。

以上の工程を繰り返して、順次コンクリートを打ち継
ぎして所定のトンネルを構築する。

（リ）曲線通過、方向修正時 トンネルが曲線を通過したり、掘進方向を修正する場
合、シールド掘進機４と内型枠５との相対的移動量に応
じて環状妻板８が自由に移動して、常に環状ボックス３
とテールプレート41との離れ間隔を補うことになる。

したがってシールド掘進機４の自由な動きが許容され
るから円滑に施工できる。

＜本発明の効果＞ 本発明は以上説明したようになるから、つぎのような
効果を得ることができる。

＜イ＞内型枠の位置はつねに正確な中心線上に位置して
いる。

一方シールド掘進機の方は必ずしも正確に掘進するこ
とはできない。

したがって両者の間の距離は常に変化していることに
なり、その結果コンクリートを打設した場合に妻側から
のコンクリートの流出の可能性が発生する。

しかるに本発明は、プレスリングの内周は常に型枠外
周面と接触し、またプレスリングの外周は常にシールド
掘進機内周面と接触しており、プレスリング幅の変化
は、環状ボックスの内周側と環状妻板の外周側の重合部
で行われる。

従って、何等操作を行わなくても、プレスリングと型
枠外周面及びシールド掘進機内周面との間は常に閉塞さ
れており、コンクリートの流出を確実に防止することが
できる。

また、プレスリングは環状ボックスと環状妻板を組み
合わせただけの簡単な構造であるため、コストの低減を
図ることができる。

＜ロ＞型枠とシールド掘進機とに間隙を発生させない環
状妻板がスライド自在に位置している。

したがって、コンクリート打設用の型枠の妻板の寸法
は、シールド掘進機の内径寸法との関係を考慮せずに製
造することができる。

その結果従来よりも半径の小さい曲線の施工をスムー
ズに行うことができる。

＜ハ＞地山と型枠間にトンネルの軸方向に補強材を配置
し、この補強材に反力を取って圧力保持リングを埋め殺
し、コンクリートの圧縮を保持し続けることができる。

これによって、トンネル躯体にトンネル軸方向のプレ
ストレスを導入することができ、トンネル躯体全体の強
度を向上させることができる。

また、このとき本発明の装置では、コンクリートの内
側から鉄筋までの被り代を一定に保ちながら施工でき
る。

＜ニ＞以上は補強材が一重の場合について説明したが、
これが二重になっても作業内容は同様である。

また補強材はタイロッドにかぎらず、通常の鉄筋、も
っと可撓性の大きいフレキシブル鉄筋、その他の公知の
補強用の材料を使用することももちろん可能である。

＜ホ＞各ライニングの切羽側端部に圧力保持リングを残
置させるため、まな固まらないコンクリートが切羽側に
流出するのを防止することができる。

従って、シールドマシンの推進とコンクリートのプレ
スを同時に行うことができ、施工時間の短縮を図ること
ができる。

＜ヘ＞本発明のシールド掘進機は、推進反力を内型枠に
とる方法であり、場所打ちしたコンクリートを加圧する
のは、推進ジャッキとは別体の加圧専用のプレスジャッ
キにより行う。

従って、プレスジャッキの油圧調整によりコンクリー
トの加圧力を微調整することができ、良好なコンクリー
トライニングを得ることができる。

＜ト＞打設したコンクリート１リングの両端に圧力保持
リングが位置するため、補強材を緊張、定着すると、両
側の圧力保持リングに挟まれてコンクリート１リング分
が圧縮される。

従って、１リング単位でコンクリートライニングにプ
レストレスを導入することができ、万一補強材が破断し
た場合でも、コンクリート１リングのみのプレストレス
が解除されるだけで、大きな問題に発展することはな
い。

また、圧力保持リングは補強材に反力を取って固定さ
れるため、一度かけた圧縮力は弱まることなくコンクリ
ートに対して永続的に作用する。

従って、テールボイドへコンクリートを確実に充填す
ることができると共に、十分な圧密によりコンクリート
の品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明の掘進機を使用した施工状態の説明図 第２図：環状ボックスの断面図 第３〜８図：施工順序の説明図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 伸行 神奈川県横浜市港北区太尾町778―５ (72)発明者 西尾 仁 神奈川県横浜市緑区藤が丘２―３―17 (72)発明者 前田 強司 東京都町田市成瀬１―16―22 (72)発明者 赤澤 正幸 東京都町田市南成瀬１―14―17 (56)参考文献 特開 昭60−123699（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−194399（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−202199（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−125496（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド掘進機の後方に型枠を位置せし
   め、 内型枠に反力をとって、掘進機を前進させ、 同時に型枠内にコンクリートを場所打ちする装置であっ
   て、 コンクリート内にトンネルの軸方向に連続して配置した
   補強材に反力を取って、コンクリート１リング毎の切羽
   側に配置され、コンクリートの圧縮を保持する環状の圧
   力保持リングと、 シールド掘進機の内径とほぼ等しい外径を有する環状ボ
   ックスと、内型枠の外径とほぼ等しい内径を有する環状
   妻板とを、相互に摺動可能に組み合わせて形成したプレ
   スリングとを有することを特徴とした、 場所打ちシールド掘進機。