JP2634883B2 - トンネル覆工の構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）．産業上の利用分野 本発明は、トンネル覆工内に止水プレートを設けるこ
とにより、漏水の発生を未然に防止することが出来るト
ンネル覆工の構築方法に関する。

（ｂ）．従来の技術 第15図は従来のシールド工法におけるコンクリート打
設の方法を示す図である。

従来、現場打ちコンクリートを用いてシールド掘削機
により掘削したトンネルに覆工を構築する際には、例え
ば特開昭62−0194399に開示されているように、コンク
リート打設工程において、第15図に示すように、シール
ド掘削機１のプレスリング７、ゲージリング11及び型枠
13に囲まれた円環状の１次コンクリート打設空間31に、
型枠13に接続されたコンクリート供給管25からコンクリ
ート21を打設した後、プレスリング７に形成されたコン
クリート吐出管等からコンクリート21を打設することに
より、１次及び２次コンクリート21、21からなるトンネ
ル覆工20を構築していく。

（ｃ）．発明が解決しようとする問題点 しかし、こうして構築されたトンネル覆工20は、養生
時間が短かいなどの原因で水道を形成する可能性があ
り、特に滞水地盤において、地下水等の水が地山19から
該水道を通ってトンネル15内に漏出する恐れがある。

本発明は、上記の問題点を解消すべく、漏水の発生を
未然に防止することが出来るトンネル覆工の構築方法を
提供することを目的とする。

（ｄ）．問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、外殻（２）を有し、該外殻（２）の
内側にプレスリング（７）を前記外殻（２）の掘進方向
に移動自在に設け、該プレスリング（７）の内側に型枠
支持部材（11）を前記外殻（２）に対して移動自在に設
け、該型枠支持部材（11）と前記外殻（２）の間に掘進
用ジャッキ（６）を設けたシールド掘削機（１）を用い
てトンネル覆工（20）を構築する際は、プレスリング
（７）を外殻（２）後方に突出させた状態で、型枠支持
部材（11）を外殻（２）前方に移動させ、該型枠支持部
材（11）と既にコンクリート（21A）の打設が完了した
トンネル覆工（20）部分との間に、止水プレート（5B）
を設置すると共に、前記型枠支持部材（11）と既にコン
クリート（21A）の打設が完了した型枠（13A）との間に
型枠（13B）を設置して、型枠支持部材（11）、前記止
水プレート（5B）、直前に構築済みのトンネル覆工（2
0）及び新たに設置された型枠（13B）により１次コンク
リート打設空間（31）を形成し、次いで該１次コンクリ
ート打設空間（31）中にコンクリート（21B）を注入打
設し、その後プレスリング（７）を外殻（２）前方に移
動させつつ、該プレスリング（７）の移動に伴なって生
じる空間（32）中に充填部材（21C）を注入充填し、そ
の後シールド掘削機（１）による掘進を開始して、掘進
用ジャッキ（６）により外殻（２）の前方への移動を開
始すると共に、プレスリング（７）を後方に突出させ
て、前記打設された充填部材（21C）を加圧することに
より、前記外殻（２）の移動に伴なって生じるテールボ
イド（27）中に該充填部材（21C）を充填させるように
して構成される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素
を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない。以下の「（ｅ）．
作用」の欄についても同様である。

（ｅ）．作用 上記した構成により、本発明は、トンネル覆工（20）
内に浸入してくる水が、止水プレート（5A、5B）により
遮断されるように作用する。

（ｆ）．実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明によるトンネル覆工の構築方法が適用
されるシールド掘削機の一例を示す正断面図、 第２図は第１図のII−II線による断面図、 第３図は第１図のIII−III線による断面図、 第４図は第１図に示すシールド掘削機のジャッキ部分
の拡大図、 第５図は第４図のＶ−Ｖ線による断面図、 第６図乃至第13図は本発明によるトンネル覆工の構築
方法の一例を示す工程図、 第14図は本発明によるトンネル覆工の構築方法におけ
る止水プレートの設置工程の一例を示す図である。

シールド掘削機１は、第１図に示すように、円筒状に
形成された外殻２を有しており、外殻２の前面、即ち第
１図左側面にはカッター３が回転自在に支持されてい
る。カッター３は、外殻２内部の空間を図中左右方向に
遮断する形で設けられた隔壁2aに設けられた駆動モータ
ー3aと接続しており、更に隔壁2aには掘進用ジャッキ６
が複数個、第１図及び第２図に示すように、外殻２に沿
った形で円環状に配列設置されている。掘進用ジャッキ
６にはラム6aが矢印Ａ、Ｂ方向に突出後退自在に設けら
れており、更に外殻２の内側には、円筒状に形成された
プレスリング７が、外殻２内面と接する形で矢印Ａ、Ｂ
方向に摺動自在に設けられている。プレスリング７に
は、第２図に示すように、所定の間隔でプレスリングジ
ャッキ９が外側２に沿った形で円環状に複数個配置され
ており、更にそれ等プレスリングジャッキ９の間には、
第２図及び第５図に示すように、複数のコンクリート吐
出管10が先端の吐出口10aをプレスリング７の側面7a、
即ちシールド掘削機１の後方に向けた形で設けられてい
る。コンクリート吐出管10には、吐出管内清掃用のシリ
ンダー10bがロッド10cを矢印Ａ、Ｂ方向に突出後退自在
にした形で設けられており、更にコンクリート吐出管10
にはコンクリート供給ホース30が接続されている。

ところで、掘進用ジャッキ６のラム6aの先端には、円
環状に形成されたゲージリング11が装着されており、ゲ
ージリング11には、第４図に示すように、係合切欠き部
11bがゲージリング11の外周面の全周に亙って環状に形
成され、更に係合溝11aがゲージリング11の全周に亙っ
て環状に穿設形成されている。また、ゲージリング11に
は、第２図及び第３図に示すように、円環状に組立てら
れた型枠13が第１図左右方向に接続された形で設けられ
ている。

シールド掘削機１は、以上のような構成を有するの
で、トンネル15の掘削に際しては、駆動モーター3aを駆
動してカッター３を回転させると共に、掘進用ジャッキ
６のラム6aを第１図矢印Ｂ方向に突出させて、隔壁2a及
び外殻２を介してカッター３を切羽16方向、即ち矢印Ａ
方向に押圧する。すると、その押圧力により、切羽16と
回転するカッター３は所定の接触圧力で接し、切羽16は
カッター３により掘削されると同時に、外殻２は矢印Ａ
方向に推進してトンネル15がシールド掘削機１の後方、
即ち図中右方に形成されていく。

こうして、トンネル15が形成されていくにつれ、掘削
された地山19の崩壊を防止するためにトンネル覆工20を
構築する必要があるが、このトンネル覆工20の構築は以
下の手順で行なわれる。即ち、シールド掘削機１が、型
枠13の１リング分の長さL1だけ矢印Ａ方向に掘進した状
態では、掘進用ジャッキ６のラム6aは、第６図に示すよ
うに、矢印Ｂ方向に突出した状態となっており、またプ
レスリング７も矢印Ｂ方向に移動した状態となってい
る。

この状態で、第７図に示すように、掘進用ジャッキ６
のラム6aを矢印Ａ方向に距離L1だけ後退させる。する
と、直前にコンクリート21Aの打設された部分の妻止め2
2A及び型枠13Aからゲージリング11が離れて矢印Ａ方向
に移動し、妻止め22A及び型枠13Aとゲージリング11との
間に距離L1なる空間が形成される。そこで、該空間部分
に、図中想像線で示すように、円環状の薄鋼板からなる
止水プレート5Bを、直前に打設されたトンネル覆工20部
分のコンクリート21Aから矢印Ａ方向に突出した状態の
止水プレート5Aに接合する形で設置する。止水プレート
５は、第14図に示すように、円弧状の薄鋼板からなる部
材を用いて全体が円環状に組立てられた本体5dを有して
おり、本体5dの図中両側には、両端部を反対方向に180
゜折り曲げて形成されたフック部5a、5bが環状に形成さ
れている。また、フック部5a、5bの内、一方のフック部
5bには吸水膨張性シール材5cが環状に貼設されている。
従って、止水プレート5Bのコンクリート打設空間31への
設置は、まずフック部5bを、第14図に示すように、直前
に打設されたコンクリート21Aの妻止め22Aとプレスリン
グ７の間から矢印Ａ方向に突出した状態の止水プレート
5Aのフック部5aに吸水膨張性シール材5cを介して係合さ
せる。次に、止水プレート5Bの他端のフック部5aをゲー
ジリング11の係合切欠き部11bとプレスリング７の間に
挿入して、止水プレート5Bをプレスリング７に沿って円
環状に組立て設定する。この際、止水プレート5Aのフッ
ク部5aは、直前に打設されて既に固化した状態のコンク
リート21Aとプレスリング７に挾まれて確実に固定され
ているので、止水プレート5Bの設置動作は良好な状態で
行なわれる。なお、吸水膨張性シール材5cは止水プレー
ト5Bのフック部5b全周に亙って連続的に貼設されている
ので、止水プレート5Bの設置により、該止水プレート5B
の外部空間と内部空間、即ち後述する１次コンクリート
打設空間31と後述する２次コンクリート打設空間32の間
は完全に遮断されることになる。

こうして、前記空間部分に止水プレート5Bがプレスリ
ング７に沿って円環状に設置された後、第７図に示すよ
うに、前記空間部分にパンチプレートや鉄筋等からなる
補強部材12を係合溝11aを介して妻止め22Bと共に設置
し、更に型枠13Aに接する形で型枠13Bを組立て設置し、
該型枠13B、ゲージリング11（妻止め22B）、止水プレー
ト5B及び直前に構築されたトンネル覆工20の妻止め22A
の間に１次コンクリート打設空間31を形成する。

この状態で、第８図に示すように、型枠13Bにコンク
リート供給管25を接続して、コンクリート供給管25より
１次コンクリート打設空間31中にコンクリート21Bを打
設する。なお、この際１次コンクリート打設空間31中の
空気は、型枠13に適宜設けられたエアー抜き管13aによ
り外部に排出されるので、コンクリート21Bの１次コン
クリート打設空間31中への注入打設動作は円滑に行なわ
れる。

こうして、１次コンクリート打設空間31中にコンクリ
ート21Bが打設されたところが、第９図に示すように、
プレスリングジャッキ９を駆動してプレスリング７を矢
印Ａ方向に徐々に後退させる。すると、プレスリング７
の通過した後には、外殻２と止水プレート5A、5Bとの間
に円環状の２次コンクリート打設空間32が形成される。
そこで、プレスリング７の矢印Ａ方向への移動と共に、
第10図に示すように、コンクリート供給ホース30から、
充填部材としてのコンクリート21Cをコンクリート吐出
管10を介して２次コンクリート打設空間32中に注入し、
該２次コンクリート打設空間32をコンクリート21Cで充
填する。プレスリング７が矢印Ａ方向に移動して、第11
図に示すような、側面7aがゲージリング11側に妻止め22
Bの設置位置とほぼ一致したところで、第12図に示すよ
うに、掘進用ジャッキ６のラム6aを矢印Ｂ方向に突出駆
動させると共に、カッター３を回転させて掘削動作を開
始する。

すると、既に述べたように、外殻２が矢印Ａ方向に移
動を開始し、外殻２が移動した後には、打設充填された
コンクリート21Cと地山19との間にテールボイド27が形
成される。そこで、外殻２が矢印Ａ方向に移動するにつ
れてプレスリングジャッキ９を駆動して、プレスリング
７を外殻２の移動に同期した形で矢印Ｂ方向に徐々に移
動させる。すると、先程打設された２次コンクリート打
設空間32内の未硬化のコンクリート21Cは、プレスリン
グ７に押圧されて、テールボイド27を充填する形で流動
する。こうして、第13図に示すように、外殻２の矢印Ａ
方向への移動につれて、プレスリング７を矢印Ｂ方向に
移動させていくと、外殻２の移動の結果発生するテール
ボイド27は、効果的に充填されていく。この際、プレス
リング７は円筒状に形成されているので、コンクリート
21Cはリング全周に亙り均一に加圧され、従ってテール
ボイド27の充填動作は外殻２の全周に亙り均一で良好な
状態で行なわれる。このようにして、外殻２が型枠13の
１リング分の長さL1だけ推進すると、プレスリング７
は、第６図に示すように、その側面7aが外殻２の後端部
2bに一致した形となり、１リング分のトンネル覆工20の
構築が完了する。

なお、１リング分のトンネル覆工20が構築されると、
次の１リング分のトンネル覆工20を構築するため、既に
述べたように、この状態で掘進用ジャッキ６のラム6a
を、第７図に示すように、矢印Ａ方向に距離L1だけ後退
させるが、この際には、妻止め22Bと接触している部分
のコンクリート21Bは、既に円環状に十分に固化してい
るので、打ち継ぎ面29は崩壊することなく妻止め22Bと
共に自立し、その後の止水プレート５及び補強部材12の
設置作業も円滑に行なわれる。なお、本実施例において
は、１リング分のトンネル覆工20の構築ごとに、１次コ
ンクリート打設空間31内のコンクリート21A、21Bの妻部
に妻止め22A、22Bを設置したが、今述べたように、打ち
継ぎ面29は崩壊しないので、妻止め22A、22Bを用いずに
トンネル覆工20を構築することも可能となる。

以上に述べたようにして、トンネル覆工20を構築する
と、特に滞水地盤において、トンネル覆工20の構築後に
何らかの原因で地下水等の水が地山19から該トンネル覆
工20側に浸入してきた際には、トンネル覆工20を構成す
る１次コンクリート21A、21B部分と２次コンクリート21
C部分の間の全面に埋設された止水プレート5A、5B等
が、該水の内部への浸入を阻止するので、該水が１次コ
ンクリート打設空間31内のコンクリート21A、21B側に浸
入することはない。この際、止水プレート5A、5B等は、
既に述べたように、該止水プレート5A、5Bの外部空間と
内部空間、即ち１次コンクリート打設空間31内のコンク
リート21A,21Bと２次コンクリート打設空間32及びテー
ルボイド27内のコンクリート21Cを完全に遮断する形で
設けられているので、該止水動作は地山19のどの部位に
おいても確実に行なわれる。

（ｇ）．発明の効果 以上、説明したように、本発明は、外殻２を有し、該
外殻２の内側にプレスリング７を前記外殻２の掘進方向
に移動自在に設け、該プレスリング７の内側にゲージリ
ング11等の型枠支持部材を前記外殻２に対して移動自在
に設け、該型枠支持部材と前記外殻２の間に掘進用ジャ
ッキ６を設けたシールド掘削機１を用いてトンネル覆工
20を構築する際は、プレスリング７を外殻２後方に突出
させた状態で、型枠支持部材を外殻２前方に移動させ、
該型枠支持部材と既にコンクリート21Aの打設が完了し
たトンネル覆工20部分との間に、止水プレート5Bを設置
すると共に、前記型枠支持部材と既にコンクリート21A
の打設が完了した型枠13Aとの間に型枠13Bを設置して、
型枠支持部材、前記止水プレート5B、直前に構築済みの
覆工20及び新たに設置された型枠13Bにより１次コンク
リート打設空間31を形成し、次いで該１次コンクリート
打設空間31中にコンクリート21Bを注入打設し、その後
プレスリング７を外殻２前方に移動させつつ、該プレス
リング７の移動に伴なって生じる２次コンクリート打設
空間32等の空間中にコンクリート21C等の充填部材を注
入充填し、その後シールド掘削機１による掘進を開始し
て、掘進用ジャッキ６により外殻２の前方への移動を開
始すると共に、プレスリング７を後方に突出させて、前
記打設された充填部材を加圧することにより、前記外殻
２の移動に伴なって生じるテールボイド27中に該充填部
材を充填させるようにして構成したので、トンネル覆工
20内に浸入してくる水が、止水プレート5A、5Bにより確
実に遮断されることとなり、漏水の発生を未然に防止す
ることが出来る。また、該止水プレート5A、5Bの止水作
用により、１次コンクリート打設空間31内のコンクリー
ト21A、21Bに埋設され得る補強部材12を構成するパンチ
プレートや鉄筋等が、水と接触することにより錆びやす
くなるような事態の発生を未然に防止することが出来
る。

従って、特に滞水地盤にトンネル覆工20を構築する際
に、止水プレート5A、5Bより内側の１次コンクリート打
設空間31内のコンクリート21A、21Bのみを設計上の有効
覆工厚と考える場合には、該コンクリート21A、21Bの品
質を確保することが出来、信頼性の高い施工を行なうこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるトンネル覆工の構築方法が適用さ
れるシールド掘削機の一例を示す正断面図、 第２図は第１図のII−II線による断面図、 第３図は第１図のIII−III線による断面図、 第４図は第１図に示すシールド掘削機のジャッキ部分の
拡大図、 第５図は第４図のＶ−Ｖ線による断面図、 第６図乃至第13図は本発明によるトンネル覆工の構築方
法の一例を示す工程図、 第14図は本発明によるトンネル覆工の構築方法における
止水プレートの設置工程の一例を示す図、 第15図は従来のシールド工法におけるコンクリート打設
の方法を示す図である。 １……シールド掘削機 ２……外殻 5A、5B……止水プレート ６……掘進用ジャッキ ７……プレスリング 11……型枠支持部材（ゲージリング） 13A、13B……型枠 20……トンネル覆工 21A、21B……コンクリート 21C……充填部材（コンクリート） 27……テールボイド 31……１次コンクリート打設空間 32……空間（２次コンクリート打設空間）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外殻を有し、 該外殻の内側にプレスリングを前記外殻の掘進方向に移
   動自在に設け、 該プレスリングの内側に型枠支持部材を前記外殻に対し
   て移動自在に設け、 該型枠支持部材と前記外殻の間に掘進用ジャッキを設け
   たシールド掘削機を用いてトンネル覆工を構築する際
   は、 プレスリングを外殻後方に突出させた状態で、型枠支持
   部材を外殻前方に移動させ、 該型枠支持部材と既にコンクリートの打設が完了したト
   ンネル覆工部分との間に、止水プレートを設置すると共
   に、 前記型枠支持部材と既にコンクリートの打設が完了した
   型枠との間に型枠を設置して、型枠支持部材、前記止水
   プレート、直前に構築済みのトンネル覆工及び新たに設
   置された型枠により１次コンクリート打設空間を形成
   し、 次いで、該１次コンクリート打設空間中にコンクリート
   を注入打設し、 その後、プレスリングを外殻前方に移動させつつ、該プ
   レスリングの移動に伴なって生じる空間中に充填部材を
   注入充填し、 その後、シールド掘削機による掘進を開始して、掘進用
   ジャッキにより外殻の前方への移動を開始すると共に、 プレスリングを後方に突出させて、前記打設された充填
   部材を加圧することにより、前記外殻の移動に伴なって
   生じるテールボイド中に該充填部材を充填させるように
   して構成したトンネル覆工の構築方法。