JP2563478Y2 - シールド掘進機の裏込剤注入装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、シールド工法により地盤を掘削してトン
ネルを施工する場合に用いられるシールド掘進機で、掘
進機本体の後方に形成されるトンネル内周壁とその内側
に沿つて組立てられたセグメントとの間のテールボイド
部と呼ばれる間隙にグラウトモルタルなどの裏込剤を注
込するように構成されたシールド掘進機の裏込剤注入装
置に関するものである。

［従来の技術］ 第９図は従来から一般的に知られているシールド掘進
機の裏込剤注入装置の概略構成を示す。同図において、
31は前端にデイスクカッタ（図示せず）を支承したスキ
ンプレート、32はテールプレートで、これらによりシー
ルド掘進機本体33が構成されている。34は裏込剤注入通
路で、上記テールプレート32の外周に形成されており、
その前端部に掘進時中に裏込めできるように裏込剤注入
管35の先端が接続されている。

36はセグメントで、上記シールド掘進機本体33の通過
跡のテールプレート32の内側に沿つて組立てられてい
る。37は裏込剤注入孔で、上記セグメント36に半径方向
に向けて形成されており、上記裏込剤注入管35から分岐
されたセグメント１リング分掘進完了毎に裏込めを行な
う分岐注入管35aが接続されている。

上記構成のシールド掘進機においては、掘進機本体33
の掘進にともない、その後方に形成されるトンネルの内
周壁とセグメント36との間のテールボイド部Ａに、裏込
剤注入管35および注入通路34と、分岐注入管35aおよび
注入孔37とを通じてそれぞれ裏込剤を注入し固結させる
ことにより、テールボイド部Ａからセグメント36内の坑
内やシールド掘進機本体33内への泥水等の流入を防止す
るとともに、地山の崩落を防ぎ、またセグメント36をト
ンネルに支持させる。

このとき、上記掘進機本体33側の注入通路34の後端部
付近での裏込剤の固結などにより、この注入通路34が閉
塞されてシールド掘進機本体33側からの裏込剤の注入が
できなくなることがある。このように、シールド掘進機
本体33側からの裏込剤の注入ができなくなると、セグメ
ント36側の注入孔37からのみの裏込剤の注入となり、そ
の結果、掘進中に裏込めができなくなり、本来の裏込機
能を十分に果たせなくなる。

このような事態、つまり、閉塞の対応策として、従
来、たとえば実開昭58−172598号公報に開示されている
ように、裏込剤注入管を回転させる回転機構と水洗ホー
スとを設けて、裏込剤注入作業終了後に上記注入管内に
注水して注入管およびその先端のノズルを回転させるこ
とにより、注入管およびノズルの内面を水洗可能とした
ものや、実開昭58−124599号公報に開示されているよう
に、裏込剤注入管に連通する注入孔内を前方から後方に
向かつて移動することにより、固結した裏込剤などをテ
ールボイド部に押し出すピストン体と、このピストン体
による固結裏込剤の押し出し時に上記裏込剤注入孔およ
び注入管内に清水を供給し、清水を逆流させて水洗をお
こなわせる清水供給装置とを備えたものが知られてい
た。

［考案が解決しようとする課題］ 上記した先行技術のシールド掘進機の裏込剤注入装置
では、裏込剤の固結などにともなう注入通路の閉塞を未
然に防止するために回転装置および水洗ホースあるいは
ピストン体および清水供給装置などを装備させなければ
ならず、全体の構造が複雑となり、また、メンテナンス
もむずかしく、いつたん閉塞が起きると、それ以上続け
て掘進をおこなうことができないとともに、注入管を再
使用することができない。

また、先行技術として、テールボイド部に突出して、
その裏込剤噴出口から裏込剤を噴出する裏込剤注入管の
内壁に裏込剤付着防止材層を形成し、裏込剤の付着しに
くい構成とすることにより、洗浄の際に管内に導入され
る水で残留裏込剤を排出し、裏込剤注入管の目詰りを防
止する裏込剤注入装置が提案されている（実開平３−10
3397号公報参照）。

ところが、上記構成によれば、裏込剤付着防止材層が
たとえば1mm厚程度のコーティング層であるために、裏
込剤により容易に磨滅して短寿命であり、しかも、裏込
剤注入管が剛性を有する金属製管体から構成されて、装
置本体から管軸方向へ引抜いて再使用が容易にできない
などの課題がある。

この考案は上記課題を解消するためになされたもの
で、簡単な構成で、閉塞時のメンテナンスを容易かつ迅
速に達成して長寿命なシールド掘進機の裏込剤注入装置
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〕

上記目的を達成するために、この考案によるシールド
掘進機の裏込剤注入装置は、テールボイド部と内部とを
連通して掘進機本体に形成された裏込用貫通孔と、硬化
しにくくかつ裏込剤に対し難付着性である可撓性材料か
ら形成されて上記貫通孔に管軸方向へ挿脱可能に嵌挿さ
れた裏込剤注入管とを具備し、上記裏込剤注入管は上記
貫通孔から引抜かれて裏込剤による閉塞物を除去して再
使用可能に構成されていることを特徴とする。

〔作用〕

この考案によれば、裏込剤注入管が硬化しにくく、か
つ裏込剤に対し難付着性の材料から形成されて、シール
ド掘進機本体に形成された裏込剤貫通孔に対し、掘進機
本体の内部から管軸方向へ引抜きおよび差込み可能に構
成されているので、元来閉塞を起こしにくいうえに、可
撓性を保持して閉塞時における管軸方向への引抜きおよ
び閉塞取り除き後の再挿入を容易にして再使用が可能で
ある。

また、掘進の途中で裏込剤の固結により閉塞された場
合、上記裏込剤注入管はその管軸方向へ引抜かれて水洗
や通線などの手段によりその閉塞を容易に取り除き、そ
の後、再び上記貫通孔内に差込まれて裏込剤の注入に使
用できる。

特に、この考案によれば、裏込剤注入管自体が裏込剤
に対し難付着性材料で形成されているため、肉厚を十分
に確保して裏込剤により容易に磨滅するおそれがなく長
寿命である。

［実施例］ 以下、この考案の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第１図はこの考案に係るシールド掘進機の概略断面
図、第２図は第１図II−II線での断面図であり、同図に
おいて、１はスキンプレート、２はデイスクカツタ、３
はカツタ室で、これらによりシールド掘進機本体４が構
成されている。このシールド掘進機本体４は、カツタ２
により地山を掘削してトンネルを形成し、その掘削土砂
をカツタ室３内に取り込んだのち、スクリユウコンベヤ
５で後方に搬送しつつ、進むものである。

６は環状のテールプレートと、このテールプレート６
の内周における前後に適当間隔を隔てた複数個所には第
３図のように、それぞれ環状のテールシール７が取り付
けられており、その前端部が上記スキンプレート１の後
部に連設されている。８はシールドジヤツキで、上記ス
キンプレート１とテールプレート６との間に亘り架設さ
れ、周方向に複数個配置されている。９はセグメント
で、上記テールプレート６の内側において組立てられ、
その外周面に上記各環状のテールシール７の後端部が弾
接されており、かつ、半径方向に向かう裏込剤注入孔12
が形成されている。

10は裏込用貫通孔で、第２図のように、円周方向にあ
る間隔を隔てて上記テールプレート６に複数個形成され
ている。これら裏込用貫通孔10は、第４図で明示のよう
に、上記シールド掘進機本体４の内部から上記テールプ
レート６に沿つてテールプレート６の後端まで延び、そ
の先端がテールボイド部Ａに向かつて開口している。

11は裏込剤注入管で、例えばテフロンのように、硬化
しにくく、かつ裏込剤に対して難付着性で、さらに可撓
性を有する材料からつくられている。このような裏込剤
注入管11を第４図のように、上記各裏込用貫通孔10内に
それぞれ、シールド掘進機本体４の内部から引抜きおよ
び差し込み可能に挿嵌し保持させ、その先端からテール
ボイド部Ａに裏込剤を注入する。

13は裏込剤注入配管、14は水供給配管で、流路切替弁
15を介して両管13,14に接続された共用管16と上記裏込
剤注入管11の基端部11aおよびその基端部11aを内嵌する
ようにテールプレート６から一体に連設された保護管6A
とが第５図で示すように、ボルト、ナツト17を介して離
脱可能にフランジ接合されている。上記裏込剤注入配管
13から分岐された分岐配管13aが上記セグメント９に形
成の裏込剤注入孔12に接続されている。

また、上記裏込剤注入管11の基端部11aの内面には、
たとえば第６図で示すように、直径方向に対向させて１
対の突片18が設けられており、上記フランジ接合を離脱
させた状態で、第５図の仮想線で示すような管引抜き用
治具19の先端のフツク19aを上記突片18に引つ掛けて治
具19を矢印ｘ方向に引張ることにより、裏込剤注入管11
を裏込用貫通孔10内から掘進機本体４の内部に引抜き可
能に構成している。なお、上記突片18に代えて、フツク
19aの係止孔を形成してもよい。

第７図および第８図は、上記裏込用貫通孔10および裏
込剤注入管11の先端部に設けられている逆流防止用の弁
装置20を示す要部の拡大縦断面図および同背面図であ
る。

第７図および第８図において、21は環状の受圧板で、
周方向に複数個のスポーク状の弁体支え部21aと、上記
裏込用貫通孔10に内嵌する円柱外面21bおよび上記裏込
剤注入管11の先端部11bに当接して、その先端部11bを縮
径させる円錐内面21cを有する環状突出部21dとからな
る。22はウレタンゴムや天然ゴムなどの弾性材料からつ
くられた円板状の弁体で、可撓部22bの中央には上記受
圧板21における弁体支え部21aと同一の周方向ピツチを
隔てて複数本の放射状切目22aが形成されている。23は
環状の押え金具で、上記受圧板21および弁体22と同一の
外径を有している。

以上の受圧板21、弁体22および押え金具23を、第８図
のように、受圧板21における弁体支え部21aと弁体22に
おける切目22aとが対応する状態に重ね合わせて、ボル
ト24を介して上記テールプレート６の後端面にねじ込み
固定することにより、逆流防止用の弁装置20を構成させ
ている。

このように構成された弁装置20は、注入管11を介して
送給されてくる裏込剤がテールボイド部Ａに向かつて注
出されるとき、その注出圧力にともなつて弁体22の可撓
部22bが切目22aを介して後方に押し広げられ、裏込剤を
テールボイド部Ａに注入することができる。

一方、裏込剤の注入が終了したときや注入圧力が低下
してテールボイド部Ａ側から土圧などの外圧が加わつた
とき、弁体22が受圧板21側に弾性復帰し、その切目22a
に近い可撓部22bを支え部21aにて支持するので、弁体22
は閉塞状態に維持され、土砂などが注入管11内に逆流す
ることを防止できる。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

シールド掘進機本体４の掘進にともない、その後方に
形成されたトンネルの内側に沿つてセグメント９が順次
組立てられる。このように組立てられたセグメント９の
外周面にはテールシール７が弾接されており、これによ
り、セグメント９の外周壁とテールプレート６との間の
隙間が止水されている。

以上の状態での掘進作業時において、各裏込剤注入管
11には、図示していないポンプ、注入配管13および共用
管16を介してグラウトモルタルなどの裏込剤が連続的に
圧送され、これら注入管11の先端部から上述した逆流防
止弁装置20を経てテールボイド部Ａに注入される。ま
た、掘進完了後には、分岐配管13aを通して圧送される
裏込剤がセグメント９に形成の注入孔12からもテールボ
イド部Ａに注入される。

ここで、上記注入管11がテフロンなど裏込剤に対して
難付着性の材料からつくられているので、裏込剤の固結
にともなう閉塞を起こしにくい。それ故に、注入管11が
裏込剤の注入に支障するほどに閉塞するまでの掘進距離
を長くすることが可能となり、所期のシールド掘進作業
の能率を高めることができる。

また、長時間に亘る連続掘進作業にともない上記注入
管11が固結裏込剤により閉塞した場合は、この注入管11
の基端部11aにおける共用管16および保護管6Aとのフラ
ンジ接合を離脱した上、管引抜き用治具19のフツク19a
を基端部11a内面の突片18に引つ掛けて治具19を第５図
の矢印ｘ方向に引っ張ることにより、上記注入管11のテ
ールプレート６の裏込用貫通孔10内から掘進機本体４の
内部に引抜くことができる。この引抜き時において、注
入管11は可撓性を保つているため、屈曲個所の存在にか
かわらず容易、かつスムーズに引抜くことができる。

このようにして引抜いた注入管11内にジエツト水流を
供給したり、ピグなど専用の通線具を通過させるなどし
て閉塞物を取り除いたのち、この注入管11を再び裏込用
貫通孔10内に差し込むことにより、その注入管11を裏込
剤の注入に続けて使用する。以上のメンテナンス動作を
繰り返すことにより所定の掘進施工が完了するまで上記
注入管11を継続使用することができる。

なお、メンテナンスのために裏込用貫通孔10から注入
管11を引抜いたとき、別に準備している同種の注入管11
をただちに貫通孔10内に差し込んで所期の掘進作業を不
必要に中断することなく行ない、その作業中に引抜いた
注入管11を掃除しておいて、次回のメンテナンス時に再
挿入して使用しても良い。

また、上記裏込剤注入管11以外の管13,13a,16内に
も、テフロンなど難硬化性、難付着性材料の管を引抜き
および差込み可能に構成して、裏込剤の注入のための全
管のメンテナンスを容易にすれば一層効果的である。

［考案の効果］ 以上のように、この考案によれば、掘進の途中での裏
込剤の固結にともなう裏込剤注入管の閉塞の発生度合を
少なくして、閉塞に至るまでの掘進距離を長くすること
ができる。しかも、閉塞が発生した場合、裏込剤注入管
を引抜いて閉塞物を除去することができるので、閉塞対
策用に特別な装置を装備させる必要がなく、全体を簡単
に、かつ安価にしながら、メンテナンスを容易なものと
できる。また、裏込剤注入管自体が裏込剤に対し難付着
性材料で形成されているため、肉厚を十分に確保して裏
込剤により容易に磨滅するおそれなく、メンテナンス後
の注入管を再使用することが可能で、注入管の使用寿命
を長くすることができ、ランニングコストの低減も図り
得るといつた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係るシールド掘進機の概略縦断側面
図、第２図は第１図II−II線での断面図、第３図は第１
図の要部の拡大図、第４図は裏込剤注入路の拡大縦断面
図、第５図は裏込剤注入管の基端部付近の拡大縦断面
図、第６図は第５図VI−VI線での断面図、第７図および
第８図は逆流防止用弁装置の要部の拡大縦断面図および
一部切欠き背面図、第９図は従来のシールド掘進機の概
略縦断面図である。 ４…掘進機本体、６…テールプレート、９…セグメン
ト、10…裏込用貫通孔、11…裏込剤注入管。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】テールボイド部と内部とを連通して掘進機
   本体に形成された裏込用貫通孔と、硬化しにくくかつ裏
   込剤に対し難付着性である可撓性材料から形成されて上
   記貫通孔に管軸方向へ挿脱可能に嵌挿された裏込剤注入
   管とを具備し、上記裏込剤注入管は上記貫通孔から引抜
   かれて裏込剤による閉塞物を除去して再使用可能に構成
   されていることを特徴とするシールド掘進機の裏込剤注
   入装置。