JP2536624B2 - 場所打ちライニングシ―ルド工法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトンネル施工などに利用される場所打ちライ
ニングシールド工法および該工法に使用するシールド掘
進機に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、シールド工法において、シールド掘進機後方に
場所打ちライニングを施す方法として、 地山を外型枠に替え、この地山とシールド掘進機テー
ル内部にて組み立てた内型枠の間にコンクリートを打設
する工法 シールド掘進機のテールプレートを外型枠として、シ
ールドテール内部に組み立てた内型枠との間にコンクリ
ートを打設する工法 が開発されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記工法のうち、地山と内型枠との間にコンクリート
を打設する場合は、地山が自立し、湧水がない場合以外
は鉄筋を組み立てることができない。

テールプレートと内型枠の間にコンクリートを打設す
る工法は、地山の自立は不要であるが、シールド掘進機
を曲進させようとする場合、打設コンクリートが障害と
なる。すなわち、テールプレートの内側で、既にコンク
リートを打設しているため、コンクリートがまだ流動性
を維持しているとしても、コンクリート中の鉄筋などが
コンクリートの流動を押え、このコンクリートがテール
プレート内側に当たって曲進を妨げる。また、妻型枠と
内型枠との位置関係が決まっているため、シールド掘進
機が蛇行した場合、内型枠による調整ができない。

裏込め注入を行う場合においては、注入管をテールプ
レート内側に配置するとシールド掘進機を曲進させよう
とするとき、打設コンクリートが障害となり、外側に配
置するとシールド掘進機を掘進させようとするとき、注
入管が地山を乱してシールド掘進機の方向制御が難しく
なったり、裏込め注入材が切羽に回り掘進が難しくなる
場合がある。

本発明は以上のような問題点を解決するためになされ
たものであり、地山の自立がなくてもコンクリートの打
設が可能であるとともに、完全な裏込め注入が可能であ
り、曲進が支障なく行えるシールド工法およびシールド
掘進機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〕

以下、本発明の概要を実施例に対応する図面の符号を
用いて説明する。

本発明の場所打ちライニング工法においては、筒状の
テールプレート２の内側にテールプレート２より径の小
さい筒状のインナープレート３を配設し、曲線施工区間
については前記インナープレート３として、少なくとも
シールド掘進機の曲進内側に相当する側面に、掘進方向
前方から後方に向けて広がるテーパーを有するインナー
プレート３を使用し、インナープレート３と内型枠８と
の間にコンクリート13を打設することにより、シールド
掘進機の曲進に対応するテーパーを有するライニングを
構築する。このようにライニングにテーパーを形成する
ことにより、シールド掘進機の掘進の際、シールドテー
ルの打設したコンクリート13に対する干渉を防止し、ス
ムーズな施工を行うことができる。

また、本発明の場所打ちライニングシールド掘進機
は、上記の工法に用いられるものであり、上述のインナ
ープレート３として、少なくともシールド掘進機の曲進
内側に相当する側面に、掘進方向前方から後方に向けて
広がるテーパーを有するインナープレート３を用いたこ
とを特徴とする。なお、曲線施工用のライナープレート
4aの代わりに直線施工用のライナープレート4bを介在さ
せ、インナープレート３をストレートな筒状に成形すれ
ば、そのまま直線施工を行うことができる。また、裏込
め注入用のパイプ14はテールプレート２とインナープレ
ート３との間に配設することができ、そのように構成す
ることにより、裏込め注入用パイプ14が地山を乱すなど
の問題がなくなる。

〔実施例〕

次に、図示した実施例について説明する。

第１図は本発明のシールド掘進機の全体図であり（一
例として土圧バランス型中折式のシールド掘進機を示
す）、シールドテール部分は第２図および第３図に示す
ようにテールプレート２の内側にインナープレート３を
配設した２重構造となっている。

施工においてはシールド掘進機本体１の先端で掘削を
行い、推進ジャッキ５の伸縮により推進しながら、テー
ルプレート２の後部に位置するインナープレート３と内
型枠８との間にコンクリート13を打設してライニングを
施し、テールプレート２とインナープレート３の間に配
設した注入管14よりモルタルなどの裏込め注入材15をラ
イニングと地山との間に注入し、トンネルを構築して行
く。図中、16は切羽の掘削土砂を運び出すためのスクリ
ューコンベヤーであり、また７は内型枠８を組み立てる
ためにのエレクターである。推進ジャッキ５の後端はテ
ールプレート２の内側に位置する妻型枠９に連結されて
おり、内型枠８および硬化した後方のライニングコンク
リート13に反力をとってシールド掘進機本体１を推進さ
せることができる。

第４図〜第７図はインナープレート３の形状およびイ
ンナープレート３とテールプレート２との関係を示した
ものである。

本実施例におけるインナープレート３は半円形のプレ
ート3aを左右に２枚、クサビ状のフラットプレート3bを
上下に２枚、その間に線形別のライナープレート（曲線
用ライナープレート4aまたは直線用ライナープレート4
b）を４枚用いて構成されている。すなわち、第４図に
示すように曲線用ライナープレート4aを用いると、イン
ナープレート３の左右側面にテーパーが形成され、切羽
側（図中、右方向）に向かってすぼまった形状の長円形
断面のインナープレート３が形成される。なお、この実
施例では水平面内で曲進することを想定しており、上下
についてはテーパーのないフラットな形状となってい
る。また、第５図に示すようにクサビ状の直線用ライナ
ープレート4bを用いると、切羽側から後方に向けてスト
レートな長円形断面のインナープレート３が形成され
る。

第６図は曲線施工時のインナープレート３をテールプ
レート２内に納めた状態を示したもので、テールプレー
ト２とインナープレート３との間には上下それぞれ２本
の裏込め注入用の注入管14が配設されている。

第７図はライナープレートの詳細として、右側に曲線
用ライナープレート4aを用いた場合、左側に直線用ライ
ナープレート4bを用いた場合を平面図として示したもの
である。インナープレート３を構成する各プレートおよ
びライナープレートはボルト６などにより接合し、長円
形断面の筒状に組み立てられる。

寸法の一例を挙げると後端（図中、上側）の長径が24
60mmとした場合において、切羽側（図中、下側）の長径
は直線施工時は同じく2460mmなのに対し、曲線施工時は
2400mmとする。また幅（前後）は1500mm程度となる。図
の実施例において、上下のフラットプレート3bは後端が
260mm、切羽側が200mmであり、曲線用ライナープレート
4aは後端が50mm、切羽側が80mm、直線用ライナープレー
ト4bは後端、切羽側とも50mmである（いずれも接合部に
おける重ね合わせ部分などの寸法は含まない）。なお、
以上の数値はあくまでも一例を挙げたにすぎず、種々の
設計が可能であり、またインナープレート３の分割数も
これに限られない。

第８図は曲線施工時のコンクリート13とシールドテー
ル（テールプレート２およびインナープレート３）の軌
跡を示したもので、シールドテールが打設したフレッシ
ュコンクリート13aに干渉することなく、曲線部を施工
できることを示している。なお、この場合、シールド掘
進機の曲進内側に相当する部分が問題となるのであり、
曲進の外側については、図中２点鎖線で示すようにイン
ナープレート３にテーパーを設けず、ストレートな形状
にしてもよい。図中18は先端のカッター17に対し、側面
に設けたコピーカッターを示し、またシールド掘進機本
体１は中間が屈曲可能な中折れ式のシールド掘進機が望
ましい。

第９図〜第14図はインナープレート３の径が変化する
ことに対応させたシール機構を示したものである。

図に示すように、先端にシール材19aが取り付けられ
たシールプレート19は複数個のシールプレート拡張ジャ
ッキ20により、長径方向（本実施例では水平方向）に移
動できるようになっている。このシールプレート19は２
以上に分割され、シールプレート押え金物21、押え金物
取り付けボルト22を介して、妻型枠９に容易に脱着でき
るようになっている。また、シールプレート19の分割数
は、妻型枠９の分割数に対応している。このことによ
り、中型枠８の盛り替え時に妻型枠９に取り付けられた
推進ジャッキ５を順次盛り変えることができ、シールド
掘進機のパックリングを防いでいる。また、拡張ジャッ
キ20を伸縮させることにより、妻型枠９を左右に移動さ
せ、線形を調整することもできる。

また、直線部施工時には、左右の妻型枠９間に直線用
妻型枠ライナー材23を入れて施工する。

上下スライド部のシールは左右にスライドするシール
プレート19と妻型枠９に容易に脱着できるように取り付
けられた固定シール24との２重構造となっており、また
このスライド部は平面上を移動するだけであるため、確
実に止水が行われるようになっている。

以上の構成において、シールドテールのテールプレー
ト２とインナープレート３との間隙を利用して、テール
プレート２の内側の切羽寄りに配設した裏込め注入用の
パイプ14から裏込め注入材15の注入を開始することによ
り、シールド掘進機のテールプレート２がフレッシュコ
ンクリート13aを通過する前に、覆工体の外側に裏込め
注入材15を回すことができ、地山の崩落および陥没を防
止することができる。

このように本実施例では妻型枠部に拡張式のシールプ
レート19を配置しており、テーパー状のインナープレー
ト３にも追従できるようになっており、この機構によ
り、シールド掘進機内に裏込め注入材15が回ることを防
止し、また止水性を保っている。

また、妻型枠部に取り付けられた拡張式のシールプレ
ート19を調整することにより、妻型枠９と内型枠８との
シールドに対する位置関係を変えることができ、シール
ド掘進機が蛇行した場合にも、線形の調整が容易であ
る。

〔発明の効果〕

本願の請求項１、２に係る発明によれば、シールド掘
進機を曲進させようとする場合に、ライニングのコンク
リートをテーパー状に打設することにより、シールド掘
進機のシールドテールがフレッシュコンクリートに干渉
することが防止される。

また、請求項３に係る発明の場合、シールド掘進機を
掘進させる際に、テールプレートとインナープレートと
の間に配設した裏込め注入用のパイプが裏込め材の注入
を開始することにより、シールド掘進機のテールプレー
トがフレッシュコンクリート部を通過する前に、覆工体
の外側に裏込め材を回し、地山の崩壊および陥没を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の場所打ちライニングシールド掘進機の
一実施例を示すトンネル方向の断面図、第２図はシール
ドテール部分の水平断面図、第３図はシールドテール部
分をシールド掘進機前方よりみた鉛直断面図、第４図は
曲線施工時のインナープレートを後方よりみた斜視図、
第５図は直線施工時にインナープレートを後方よりみた
斜視図、第６図は曲線施工時のテールプレートとインナ
ープレートとの関係を示す斜視図、第７図はライナープ
レートの詳細を示す平面図、第８図は曲線部施工の様子
を示す水平断面図、第９図はシールプレートの張り出し
機構を示すシールプレートの全体図、第10図（ａ），
（ｂ）は第９図のＸ−Ｘ断面におけるシールプレートの
張り出し機構を示す図、第11図（ａ），（ｂ）は第９図
のXI−XI断面におけるシールプレートのガイド機構を示
す図、第12図はコンクリート加圧ジャッキを備えた妻型
枠をシールド掘進機後方よりみた図、第13図は妻型枠部
分におけるトンネル上下部のシール機構を示す断面図、
第14図は妻型枠部分におけるトンネル左右部のシール機
構を示す断面図である。 １……シールド掘進機本体、２……テールプレート、３
……インナープレート、4a……曲線用ライナープレー
ト、4b……直線用ライナープレート、５……推進ジャッ
キ、６……ボルト、７……エレクター、８……内型枠、
９……妻型枠、10……ジョイント筋、11……ジョイント
筋挿入口、12……鉄筋、13……コンクリート、14……注
入管、15……裏込め注入材、16……スクリューコンベヤ
ー、17……カッター、18……コピーカッター、19……シ
ールプレート、20……拡張ジャッキ、21……シールプレ
ート押え金物、22……押え金物取り付けボルト、23……
直線用妻型枠ライナー材、24……固定シール、25……コ
ンクリート加圧ジャッキ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−134794（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−256700（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−60687（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−33898（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状のテールプレートの内側に内型枠を組
   み、前記テールプレートと内型枠の間にライニング用の
   コンクリートを打設する場所打ちライニングシールド工
   法において、前記テールプレートの内側にテールプレー
   トより径の小さい筒状のインナープレートを配設し、曲
   線施工区間については前記インナープレートとして、少
   なくともシールド掘進機の曲進内側に相当する側面に、
   掘進方向前方から後方に向けて広がるテーパーを有する
   インナープレートを使用し、前記内型枠との間にコンク
   リートを打設することにより、前記シールド掘進機の曲
   進に対応するテーパーを有するライニングを構築するこ
   とを特徴とする場所打ちライニングシールド工法。
2. 【請求項２】筒状のテールプレートの内側に内型枠を組
   み、前記テールプレートと内型枠の間にライニング用の
   コンクリートを打設するよう構成した場所打ちライニン
   グシールド掘進機において、前記テールプレートの内側
   にテールプレートより径の小さい筒状のインナープレー
   トを配設してなり、前記インナープレートとして、少な
   くともシールド掘進機の曲進内側に相当する側面に、掘
   進方向前方から後方に向けて広がるテーパーを有するイ
   ンナープレートを用いたことを特徴とする場所打ちライ
   ニングシールド掘進機。
3. 【請求項３】前記テールプレーと前記インナープレート
   との間に、裏込め注入用パイプが配設されている請求項
   ２記載の場所打ちライニングシールド掘進機。