JP2990350B2 - 二次覆工の施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールドトンネル
に於ける二次覆工の施工方法に関する。

【０００２】

【従来技術】シールド工法によるトンネル構築に際し、
一次覆工をセグメントの円環状組立により施工する場
合、一次覆工の防水性,防食性,内面平滑性などの覆工機
能を確保するために、通常、セグメント一次覆工の内側
にコンクリート打設による所謂コンクリート二次覆工が
施工されている。

【０００３】コンクリート二次覆工の施工は、型枠の組
み立て解体,コンクリートの打設養生など施工が煩雑で
しかも工事期間が長く施工コストが高くつくばかりでな
く、管の腐食代や強度等の関係から覆工厚が２０〜４０
cm程度と大きくなり、その分、掘削坑の口径を大きくし
なければならず、施工効率があまり良くなかった。

【０００４】この様な問題点を解消するために、特開平
２-３０８０９４号公報において、二次覆工を、樹脂塗
料塗布により施工するという提案がなされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】樹脂塗料塗布による二
次覆工は覆工厚が例えば２〜３mm程度であり、コンクリ
ート二次覆工に比し薄肉厚でよく、その分、掘削坑の口
径を小さくすることが可能になるが、次の点で尚満足す
べきものでなかった。

【０００６】イ 管内の環境、特に下水の場合には腐食
されやすく、長期の使用に耐え得ない。

【０００７】ロ 施工時に塗膜の品質にむらが出やす
く、特に厚みむら,ピンホール,混合不良などにより塗膜
が不均質となり、また薄肉厚（通常２〜３mm）により漏
水等の水圧に充分に対抗できず、覆工機能を早期に低下
乃至消失しやすい。

【０００８】ハ 一次覆工の精度がそのまま仕上がり精
度となるため、セグメント間の目違いなどを最小限に抑
えるなど、一次覆工を高精度に行うことが必要になり、
更に内面の凹所（ボルトボックス,グラウトキャップ,セ
グメント目地など）の穴埋めをしなければならず、施工
負担が増大する。

【０００９】ニ 高価な樹脂塗料の消費量が膨大とな
り、材料費が高い ホ ハ,ニの結果、施工コスト高となる。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点を一掃し、耐
久性,施工性及び施工コストのいずれもを満足できる二
次覆工の施工方法を提供することを目的としてなされた
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、シールドトン
ネルの構築に際し、セグメントによる一次覆工施工後に
二次覆工を施工するための方法であって、上記一次覆工
内でプラスチック製の帯状体を管内製管機の適用により
螺旋状に巻回しつつ且つ一次覆工の内周面に密着させな
がら接着剤の適用により接着することにより、一次覆工
の内周面に沿って二次覆工としての管状ライニングを形
成することを特徴とする二次覆工の施工方法に係る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を添付
図面に基づき説明すると次の通りである。

【００１３】図１は、本発明工法に於ける二次覆工の施
工状況を概略的に示し、セグメントの環状組み立てによ
り構築された円管状の一次覆工１内には、プラスチック
製の帯状体２を管軸方向に螺旋状に繰り出すための繰り
出し機３と、該帯状体２から一次覆工１内で二次覆工と
しての管状ライニング２Ａを製管するための管内製管機
４とが設置されている。

【００１４】帯状体２は帯状長尺でロール状巻き取りが
可能な程度の可撓性と製管後に管状形状を保持し得る程
度の剛性並びに弾性を有する硬質乃至半硬質プラスチッ
クから成形されている。上記プラスチックとしては、ポ
リ塩化ビニル,ポリエチレン,ポリプロピレンなどを例示
できる。

【００１５】帯状体２の肉厚は特に制限はないが、下記
のリブ付の場合にはリブの高さを含めて、通常は３〜３
０mm程度の範囲から二次覆工の口径等に応じ適宜選択決
定される。

【００１６】帯状体２には、反発弾性を高めるために、
ピアノ線等のような反発弾性の大きい線材を長手方向に
延出し幅方向に適宜の間隔を存して並列するように備え
るようにしても良い。線材は予め帯状体と一体結合して
も良いし、或いは施工時に合体させるようにしても良
い。線状体は例えば帯状のものであってもよく、帯状の
場合には少なくとも１本備えられていればよい。

【００１７】帯状体２はロール状に巻き取られた状態で
繰り出し機３に備えた回転支持体３ａ上に繰り出し可能
に支持される。

【００１８】回転支持体３ａは管軸方向に延出していて
先端部に管径方向に張り出された複数本例えば１２０°
間隔配置の支持アーム３ａ１を備え、該支持アーム３ａ
１に於いて帯状体２の巻き取りロール２′を内周側から
支えている。支持アーム３ａ１は上記巻き取りロール
２′の内周面に対し押し付け可能とするためにシリンダ
ー装置から構成され、内周面への押し付けで巻き取りロ
ール２′をしっかりと支持し得るようになっている。回
転支持体３ａには駆動装置３ｃの作動をして回転を与え
ることが出来るようになっており、この回転で、巻き取
りロール２′の外周側から螺旋状に繰り出される帯状体
２の撚りを適宜解きほぐすことができるようになってい
る。繰り出し機３は自動走行が可能であって例えば前輪
３ｂが駆動輪例えばモータロールから構成され、該前輪
３ｂの駆動をして、例えば上記製管機４の製管速度と略
々等速で一次覆工１内を管軸方向に自動走行できるよう
になっている。

【００１９】管内製管機４は上記帯状体２から一次覆工
１でその内周面に沿って螺旋管状の管状ライニング２Ａ
を形成するためのものである。

【００２０】帯状体から管状ライニングを形成するため
の管内製管機そのものは公知であり、既に各種の構成の
ものが提案されているが、シールドトンネルの二次覆工
は通常直径が２ｍを超えるような大口径となるため、本
発明施工方法に於いて適用される管内製管機４として
は、図１,３に示すように、作業員がその内部を通って
管軸方向に行き来できるような構成のものが適当であ
る。

【００２１】図１,３に示された管内製管機４は一次覆
工１内に同心状に設置された管軸方向に移動可能な円筒
型の台車５を具備し、該台車５は例えば外周部の前部と
後部に設置された前後２組の走行部５ａ,５ａにより一
次覆工１内に支持されている。走行部５ａは各組に於い
て、例えば頂部と下部両側部との都合３個所に備えら
れ、自動走行を可能とするために、製管方向を基準に前
側の組の下部両側部の走行部は駆動輪５ａ１,５ａ１例
えばモータロールから構成されている。

【００２２】台車５内には円筒型の回転筒６が同心状に
備えられ、該回転筒６は例えば前後両端部の位置で、そ
れぞれ円周方向に配置の複数個の支持ロール７により回
転自在に支持され、この支持状態の下に駆動装置８の作
動をして回転伝動機構８ａを介し一次覆工１の中心軸線
を回転中心として回転を受ける構成になっている。支持
ロール７は図示の例では台車５側に取り付けられている
が、これに代え回転筒６側に取り付けるようにしてもよ
い。

【００２３】回転筒６内は空洞であり、該空洞を通って
作業員は一次及び二次覆工内を管軸方向に自由に行き来
することができる。

【００２４】管内製管機４は、回転筒６の回転につれ該
回転筒６から後方へはみ出した位置で一次覆工１の内周
面に沿って周回する帯状体送り出しロール９を備えてい
る。

【００２５】上記送り出しロール９は、帯状体２を螺旋
状に巻回しつつ一次覆工１の内周面に密着させるための
ものであり、図３に示すように、管軸方向に延出する一
対の挟持ロール９ａ,９ａを備え、少なくとも一方の挟
持ロール９ａは積極駆動が可能で例えば駆動装置及び減
速機内蔵の所謂モータロールから構成され、挟持ロール
９ａ,９ａ間に挟持の帯状体２を、該ロール９の周回
（公転回転）方向と反対の方向に積極的に送り出しなが
ら一次覆工１の内周面に対し密着させることが出来る構
成になっている。

【００２６】回転筒６には接着剤の供給機１０が設置さ
れる。該供給機１０は回転筒６の回転につれ一次覆工１
の内周面に沿って周回し、この周回中、供給管１０ａの
先端ノズル１０ｂを通じ、送り出しロール９から送り出
された帯状体２の背面に対し一次覆工１の内周面への押
し付け密着直前で接着剤を供給することが出来る構成に
なっている。

【００２７】供給管１０ａの基端側は、回転筒６の外周
面に備えた環状スイベル１１を介し接着剤の供給ホース
１２に接続され、該ホース１２を通じ接着剤の供給を受
ける構成になっている。供給機１０としては吹き付けタ
イプ或いは塗布タイプなど任意の供給方式を採用でき
る。

【００２８】上記スイベル１１は台車５と回転筒６間に
設置され、台車５に対し回転筒６を回動自在且つ管軸方
向へスライド移動しないように接続する働きをしてい
る。

【００２９】図１,３に示す状態で、駆動装置８の作動
をして管内製管機４の回転筒６に例えば図３に矢符１３
で示すように時計方向の回転を与えると、該回転筒６の
回転につれ送り出しロール９が一次覆工１の内周面に沿
って周回し、この周回につれ帯状体２が螺旋状に巻回さ
れて行く。

【００３０】上記螺旋巻回と同時進行的に、送り出しロ
ール９の駆動により帯状体２を図３に矢符１４で示すよ
うに反時計方向に該ロール９の周回速度よりも速い速度
で積極的に送り出して行くと、送り出された帯状体２は
上記の速度差により一次覆工１の内周面に押し付けられ
密着して行き、茲に螺旋巻回による螺旋管の製管と一次
覆工内周面への押しつけ密着が同時並行して進行して行
く。

【００３１】上記帯状体２の背面には、一次覆工１の内
周面への押し付け密着の直前で供給機１０の先端ノズル
１０ｂより接着剤が供給されて行き、帯状体２は背面に
供給された接着剤により一次覆工１の内周面に接着され
る。

【００３２】この様な送り出しロール９周回によるによ
る帯状体２からの螺旋管の製管と、同、送り出しロール
９駆動による帯状体２の一次覆工１内周面への押し付け
密着と、供給機１０よりの帯状体２背面への接着剤の供
給とを同時並行的に進行させることにより、一次覆工１
内に螺旋管からなる二次覆工としての管状ライニング２
Ａを形成して行くことが出来る。

【００３３】因みに、管状ライニング２Ａの形成は、帯
状体２が３６０°巻回される毎に帯状体２の幅を１ピッ
チとして進行して行くので、管内製管機４の台車５を上
記管状ライニング２Ａの形成進行速度と等速で進行方向
へ走行移動させて行き、また帯状体繰り出し機３も同様
に適宜の速度で前方へ走行移動させて行くことにより、
上記の管状ライニング２Ａの形成を支障なく継続するこ
とが出来る。

【００３４】この様にして形成された管状ライニング２
Ａは螺旋管から構成され、一次覆工１をトンネル内から
完全に隔離することに加えトンネル内への漏水を防止
し、且つ内周面が実質的に平滑であり、一次覆工の防水
性,防食性、内面平滑性等を確保する二次覆工として機
能する。

【００３５】本発明施工方法に於いて、螺旋管ひいては
管状ライニングの形成に使用される帯状体２の横断面形
状は螺旋巻回により螺旋管を形成し得る構成を有する限
り特に制限されないが、その一例を示すと図４,５の通
りである。

【００３６】図４に示された帯状体２は背面側に長手方
向に延出する多数本の略々Ｔ型のリブ２ａを備え、幅方
向の両端部には内向きコ型の接合端部２ｂが形成され、
該接合端部２ｂ同士の突き合わせにより、ジョイント部
２ｃが構成されるようになっている。

【００３７】図５はジョイント部として重ね合わせタイ
プのものを示し、下側接合端部２ｂ１はフラットで先端
に上向きの係止突条２ｂ１１を備え、上側接合端部２ｂ
１′は外向きＬ型に立ち上がっていて先端に下向き突出
の係止突条２ｂ１１′を備え、接合端部２ｂ１,２ｂ
１′同士の重ね合わせによりジョイント部２ｃ′を構成
できるようになっている。上下係止突条２ｂ１１,２ｂ
１１′はジョイント部２ｃ′の外れ止めとして機能す
る。

【００３８】本発明に於いて、帯状体２を一次覆工１側
に接着するための接着剤としては、両者に対し接着適性
を有するものであれば特に制限はなく、例えばモルタ
ル,樹脂モルタル,ウレタン樹脂系接着剤、エポキシ樹脂
系接着剤などを帯状体２や一次覆工１の材質に応じ選択
使用すればよい。

【００３９】帯状体２が背面にＴ型のリブ２ａを備えて
いる場合には、図４,５に示すように、該リブ２ａが接
着剤層１５内に食い込むので、リブ２ａのアンカー効果
による接着強度の向上を期待できる。この場合、リブ２
ａとしてはＴ型に代えＬ型等、アンカー部として機能で
きるような形状を有していればよい。

【００４０】帯状体２は一次覆工に対し必ずしも全面接
着されている必要はなく、例えば図４,５に示すよう
に、帯状体２の幅方向の中央領域に於いて接着され、中
央の接着領域１６の両側は非接着領域１７,１７として
そのまま残されていても良い。部分接着により接着剤の
消費量を節約できる。

【００４１】部分接着の場合には、一次覆工１側からの
漏水により非接着領域１７内の水圧が上がることが懸念
されるが、非接着領域１７内の水圧が上がると、二次次
覆工を形成している管状ライニング２Ａのジョイント部
２ｃ（又は２ｃ′）が水圧を受けて図４,５に仮想線で
概略的に示すように開き水圧を解放し安全弁として機能
するので、管状ライニング２Ａを水圧から保護すること
ができる。一方、通常時はジョイント部２ｃまたは２
ｃ′は閉じ密閉状態を保持しているので、二次覆工とし
ての機能を支障なく保持できる。

【００４２】接着剤は施工現場において必ずしも供給す
る必要はなく、図６に示すように、工場生産時に帯状体
２の背面に予め塗布しておいても良い。

【００４３】この場合、接着剤としては不乾性タイプ、
所謂粘着剤が適用され、粘着剤層１８は施工時に一次覆
工１の内面に密着される直前まで剥離紙１９により保護
されている。

【００４４】図７は一次覆工１内面への密着直前で剥離
紙１９を剥ぎ取っている状況を概略的に示し、該剥離紙
１９は送り出しロール９の通過後すぐに、積極駆動例え
ばモータロール型の剥ぎ取りロール２０により巻き取ら
れ、取り除かれて行く。その他の構成は先の実施例のも
のと実質的に異なるところがない。

【００４５】本発明に於いては、図８に示すように、図
１とは反対の方向から施工することが出来る。 この場
合、接着剤の供給機１０は管内製管機４とは別に設置す
るようにしても良い。供給機１０は例えばモータロール
型の自動走行部２１を備え、管内製管機４と等速で一次
覆工１内を走行移動する。その他の構成は図１に示す実
施形態の場合と実質的に異なるところがない。

【００４６】

【発明の効果】本発明施工方法によれば、次の効果が得
られる。

【００４７】Ａ 管状ライニングの形成に使用される帯
状体はプラスチック成形材であり耐久性に優れるので、
これより組み立てられた二次覆工としての管状ライニン
グも耐久性に優れたものとなり、覆工機能を長期間持続
保持できる。

【００４８】Ｂ 帯状体からの螺旋管の製管により二次
覆工を形成できると共に、二次覆工が仕上がり面となる
ので、一次覆工の仕上がり精度はラフでよく、しかも凹
所の穴埋め作業も必要でなくなり、施工が容易になる。

【００４９】Ｃ 材料費が安価である。

【００５０】Ｄ Ｂ,Ｃにより施工コストの引き下げが
可能になる。

【００５１】Ｅ 二次覆工としての螺旋管ひいては管状
ライニングを形成している帯状体は一次覆工の内周面に
接着剤により接着固定されているので、一次覆工からの
漏水による地下水圧等の背圧に充分に対抗でき、二次覆
工としての機能を長期間持続保持できる。

【００５２】Ｆ 二次覆工の施工厚は例えば３〜３０mm
程度あれば充分であり、コンクリート二次覆工に比べは
るかに小さい施工厚でよく、その分、掘削坑の口径を小
さくでき施工効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明工法の一実施状況を概略的に示す縦断面
図である。

【図２】繰り出し機を正面側から見た図である。

【図３】管内製管機を正面側から見た図である。

【図４】本発明施工方法に使用される帯状体の一例を示
す横断面図である。

【図５】同、他の一例を示す横断面図である。

【図６】接着剤として不乾性タイプの物を使用する場合
の一例を示す帯状体の横断面図である。

【図７】その施工状況を示す、図１に対応する図であ
る。

【図８】図１とは反対方向から本発明方法を実施してい
る状況を示す、図１に対応する図である。

【符号の説明】

１ 一次覆工 ２ 帯状体 ２′ 巻き取りロール ２Ａ 管状ライニング ２ａ Ｔ型リブ ２ｂ 接合端部 ２ｂ１ 下側接合端部 ２ｂ１′ 上側接合端部 ２ｃ 突き合わせ型ジョイント部 ２ｃ′ 重ね合わせ型ジョイント部 ３ 繰り出し機 ３ａ 回転支持体 ３ａ１ 支持アーム ３ｂ 前輪 ３ｃ 駆動装置 ４ 管内製管機 ５ 台車 ５ａ 走行部 ５ａ１ 駆動輪 ６ 回転筒 ７ 支持ロール ８ 駆動装置 ８ａ 回転伝動機構 ９ 帯状体送り出しロール ９ａ 挟持ロール １０ 供給装置 １０ａ 供給管 １０ｂ 先端ノズル １１ スイベル １２ 供給ホース １３ 矢符 １４ 矢符 １５ 接着剤層 １６ 接着領域 １７ 非接着領域 １８ 粘着剤層 １９ 剥離紙 ２０ 剥ぎ取りロール ２１ 自動走行部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−61559（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−21194（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−189595（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−248890（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 11/04 E21D 11/38

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールドトンネルの構築に於いて、セグメ
   ントによる一次覆工施工後に二次覆工を施工するに際
   し、一次覆工内でプラスチック製の帯状体から管状ライ
   ニングを製管しつつ二次覆工を施す施工装置であって、
   該施工装置は、 プラスチック製の帯状体を管軸方向に螺旋状に繰り出す
   ための繰り出し機と、 該繰り出し機から螺旋状に繰り出された帯状体から二次
   覆工としての管状ライニングを製管するための管内製管
   機とを備え、 該製管機は、一次覆工内に同心状に設置された管軸方向
   に移動可能な円筒型の台車と該円筒型台車内に同心状に
   設置された回転筒とを構成要素として含み、回転筒内は
   空洞で該空洞を通って作業員が管軸方向に行き来でき、 上記管状ライニングは接着剤供給機から供給される接着
   剤により一次覆工内面に接着できる構成になっている、
   ことを特徴とする二次覆工の施工装置 。
2. 【請求項２】管内製管機は回転筒の回転につれ該回転筒
   から後方へはみ出した位置で一次覆工の内周面に沿って
   周回する帯状体送り出しロールを備え、該送り出しロー
   ルは管軸方向に延出する一対の挟持ロールから構成さ
   れ、少なくとも一方の挟持ロールは積極駆動が可能で、
   挟持ロール間に挟持の帯状体を該ロールの周回方向と反
   対の方向に積極的に送り出しながら一次覆工の内周面に
   対し密着させることができ、接着剤供給機は上記回転筒
   の回転につれ一次覆工の内周面に沿って周回し、この周
   回中、該供給機に備えた供給管の先端ノズルを通じ、送
   り出しロールから送り出された帯状体の背面に対し接着
   剤を供給できる構成になっていることを特徴とする請求
   項１記載の施工装置。