JP3122362B2 - 坑口パッキンの取付構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明はトンネル覆工時に形
成された分岐トンネル坑口から分岐トンネル掘削用シー
ルド掘削機を発進させる際に、地下水がトンネル内に浸
入するのを防止する坑口パッキンの取付構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】構築されたトンネルの一部から分岐トン
ネルを掘削する場合、図７に示すように、予め、トンネ
ル覆工31の一部に分岐トンネル掘削用坑口32を設けてお
き、この坑口32を低強度コンクリート製の坑口壁33によ
って閉塞しておくと共に該坑口壁33の背面側に分岐トン
ネル掘削用の円形カッタ板34を組み込んでおいたのち、
分岐トンネルの掘削時に上記円形カッタ板34を有する分
岐トンネル掘削用シールド掘削機ＳをトンネルＴ内に組
み立て、坑口32の後端側におけるトンネル覆工31の内面
に固着した坑口リング35に装着している断面舌状のゴム
製パッキン36をシールド掘削機Ｓのスキンプレート37の
外周面に圧接させた状態にしてシールド掘削機Ｓを発進
させている。

【０００３】この時、円形カッタ板34の前面に突設して
いる掘削ビット38が坑口壁33内に埋設された状態となっ
ているので、円形カッタ板34を回転させようとしても、
回転が不能となったり、或いは大きな回転駆動力を必要
とし、円形カッタ板34による坑口壁33の切削が困難とな
って坑口32からのシールド掘削機Ｓの発進が円滑に行え
なくなる。そのため、シールド掘削機Ｓを一旦後退させ
て円形カッタ板34の掘削ビット38を坑口壁33から離脱さ
せたのち、円形カッタ板34を回転させながらシールド掘
削機Ｓを推進させて円形カッタ板34により坑口壁33の切
削を可能にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シール
ド掘削機Ｓを後退させると、図８に示すように、そのス
キンプレート37に圧接しているパッキン36がスキンプレ
ート37との摺接力によって後方に湾曲変形し、ついには
後方側に反転して捲れてしまい、止水作用を発揮し得な
くなるという問題点があった。本発明はこのような問題
点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
シールド掘削機を後退させても坑口パッキンを常に所定
の止水形態に維持させるようにした坑口パッキンの取付
構造を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の坑口パッキンの取付構造は、トンネル覆工
の一部に形成している分岐トンネルの坑口パッキンの取
付構造において、コンリクート製の坑口壁の背面に一体
に固着した円形カッタ板を囲むようにして坑口の後端側
におけるトンネル覆工の内壁面に固定坑口リングを装着
し、この坑口リングの内周面に可動坑口リングを後方側
に向かって摺動自在に配設し、該可動坑口リングに分岐
トンネル掘削用シールド掘削機のスキンプレートに圧接
させるパッキンを取付けてなる構造としている。

【０００６】上記坑口パッキンの取付構造において、請
求項２に係る発明は、可動坑口リングを固定坑口リング
の内周面にシール材を介して摺接した円環部と該円環部
の後端から外方に向かって直角に屈曲して固定坑口リン
グの背面に当接するフランジ部とからなる断面Ｌ字状に
形成し、このフランジ部に押え金具によって上記パッキ
ンを固定していると共に押え金具を仮固定金具を介して
分岐トンネル掘削用シールド掘削機のスキンプレートの
外周面に着脱自在に連結させるように構成しているもの
である。

【０００７】

【発明の実施の形態】トンネルの築造中において、該ト
ンネル覆工の一部に分岐トンネル用坑口壁と分岐トンネ
ル掘削用円形カッタ板を一体に組み込んでおく。即ち、
トンネル覆工施工が分岐トンネルを築造すべき位置に達
すると、一部に坑口壁形成用低強度コンクリートブロッ
クを一体に組み込んだ鋼製セグメントを用いてトンネル
覆工を施工することにより互いに対向端面同士を接合し
たコンクリートブロットで円形の分岐トンネル坑口壁を
形成し、この坑口壁によって土圧や水圧に対抗させる。

【０００８】一方、坑口壁形成用低強度コンクリートブ
ロックを組み込んでいる上記鋼製セグメントをトンネル
の掘削壁面に施工する毎に、該コンクリートブロックの
背面側に小間隔を存して分岐トンネル掘削用カッタ板の
分割片を対置させ、該カッタ板分割片を覆工セグメント
の内面に固定すると共に坑口壁形成用低強度コンクリー
トブロックとカッタ板分割片との間にモルタルよりなる
低強度止水材料を充填し、この作業を繰り返すことによ
って上記坑口壁の形成と共に該坑口壁の背面に分割片同
士が連結してなる円形カッター板を低強度止水材料を介
して固定する。

【０００９】なお、カッター板の組み立ては、円形の坑
口壁を形成した後、該坑口壁の内面側に小間隔を存して
分割片を順次連結しながら覆工セグメントの内面に固定
することによって行い、しかるのち、坑口壁とカッタ板
との間の空隙部に低強度止水材料を充填してもよい。ま
た、鋼製セグメントの一部に円形カッタ板の分割片を一
体的に固定しておき、これらの鋼製セグメントの組合せ
によって形成される円形カッタ板とトンネル掘削地盤と
の間に低強度コンクリートを打設することによって坑口
壁を形成してもよい。

【００１０】円形カッタ板の組み立て後、或いはその組
み立てと並行してトンネル覆工の内面に固定坑口リング
を取付けると共にこの固定坑口リングの内周面に可動坑
口リングをシール材を介して前後摺動自在に配設する。
この可動坑口リングには押え金具によって固定されてい
る断面舌状のゴム製パッキンが装着されている。

【００１１】分岐トンネルを掘削する際には、上記円形
カッタ板の背面側に対向してトンネル内に上記円形カッ
タ板を一構成部材とするシールド掘削機を組み立て、そ
のスキンプレートの外周面に可動坑口リングに装着して
いる上記パッキンを圧接させた状態にする。しかるの
ち、円形カッタ板と共にシールド掘削機全体を坑口壁に
対して後退させ、円形カッタ板の前面の掘削ビットを没
入させている坑口壁または坑口壁と一体のモルタルより
なる低強度止水材料から抜き取るようにして離脱させ
る。

【００１２】この際、該シールド掘削機のスキンプレー
トの外周面に圧接しているパッキンが、固定坑口リング
に対して可動坑口リングを後方に移動させながらスキン
プレートと一体的に後退し、その止水形態を維持する。
次いで、円形カッタ板を回転させながらシールド掘削機
を前進させると、可動坑口リングを固定坑口リングとの
当接位置まで前進させながらパッキンがスキンプレート
と一体的に前進する。また、掘削ビットが坑口壁または
坑口壁と一体の低強度止水材料の背面に突き当たってそ
の回転力により低強度止水材料や坑口壁が円滑且つ確実
に切削され、切削された破砕片を機内を通じて排除した
のち、引き続いて該シールド掘削を推進させて分岐トン
ネルを掘削するものである。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例を図面につい
て説明すると、図１、図２において、１はトンネルＴを
築造しながら分岐トンネルを形成すべき位置に達した時
に、このトンネルＴの覆工セグメント２の一部によって
形成された分岐トンネル形成用坑口で、周縁部を該坑口
１の内周面に固着している低強度のコンクリート製坑口
壁３によって閉塞されている。このコンクリート製坑口
壁３の背面側（トンネルＴ内側）に、前面に突設した多
数の掘削ビット4fを該坑口壁３内に埋入させた状態にし
て円形カッタ板４を密接させている。円形カッタ板４は
後述するように、覆工セグメント２のトンネル長さ方向
の幅と等しい幅毎に複数分割された分割片4a〜4eを組み
合わせることによって形成されている。

【００１４】なお、坑口壁３の形成は従来の方法と同様
に、トンネルＴの掘削壁面をセグメントによって覆工し
ていく際に、その覆工セグメントの一部に円形カッタ板
４の分割片4a〜4eを順次組み込むことによって円形カッ
タ板４を形成し、しかるのち、該円形カッタ板４の前面
とトンネル掘削壁面との空隙部に低強度コンクリートを
充填、固化することによって形成してもよい。また、上
記のように低強度コンクリート製の坑口壁３の形成後
に、或いはその形成と並行して円形カッタ板４を組立て
る場合には、坑口壁３と円形カッタ板４との対向面間に
後述するようにモルタルよりなる低強度止水材料を充填
して該低強度止水材料に円形カッタ板４の前面に突設し
ている掘削ビット4fを埋設させた状態にしておいてもよ
い。

【００１５】５は円形カッタ板４の後方側におけるトン
ネル覆工の内面に、該円形カッタ板４を囲むようにして
装着している固定坑口リングで、坑口１よりも大径の円
環状リング部5aの後端に外径方向に向かって直角に屈曲
したフランジ部5bを一体に設けてなり、リング部5aの前
端とフランジ部5bの外周端をトンネル覆工の内面に固着
している。６は可動坑口リングで、上記固定坑口リング
５のリング部5aの内周面にシール材７を介して前後方向
に摺動自在に内嵌した円環部6aの後端に外径方向に向か
って直角に屈曲したフランジ部6bを一体に設けた断面Ｌ
字状に形成されてあり、そのフランジ部6bを固定坑口リ
ング５のフランジ部5bの背面に当接させた状態にしてボ
ルト10により仮固定している。

【００１６】この可動坑口リング６のフランジ部6aの背
面には断面舌形状のゴム製パッキン８の外周部をリング
状押え金具９によって固着している。即ち、フランジ部
6aと押え金具９とによってパッキン８を挟着した状態で
ボルトにより一体的に固着してあり、パッキン８の内周
部を前方に向かって湾曲させて分岐トンネル掘削用シー
ルド掘削機Ｓのスキンプレート11の外周面に圧接させる
ようにしている。12は押え金具９とスキンプレート11と
を着脱自在に連結する仮固定金具である。

【００１７】上記のように坑口１に取付けられた坑口パ
ッキン８は、分岐トンネルT1の築造時に該分岐トンネル
掘削用シールド掘削機Ｓのスキンプレート11の前端部外
周面に圧接させる。なお、シールド掘削機Ｓは坑口１の
後方側において組み立てられるものである。即ち、トン
ネルＴ内を通じて円形カッタ板４と略同一外径を有する
スキンプレート11、駆動装置13その他の分岐トンネル掘
削用シールド掘削機の構成部材並びに支圧フレーム14な
どを搬入し、図２に示すように、支台15上に設置したス
キンプレート11の前端開口部を円形カッタ板４の背面に
対向させて坑口パッキン８内に挿入して該坑口パッキン
８の内周部をスキンプレート11の外周面に圧接させる。

【００１８】さらに、スキンプレート11の開口部内に張
設している隔壁16の背面に駆動装置13を固着してその回
転軸を隔壁16の中心部を貫通して前方に突出させると共
にスキンプレート内の複数個所に推進ジャッキ17を装着
し、また、円形カッタ板４と隔壁16間で形成される土砂
取入室18に連通させて隔壁16の背面に送、排泥管19、20
を接続する。しかるのち、トンネルＴの覆工に固定した
支圧フレーム14に推進ジャッキ17を当接させ、該推進ジ
ャッキ17を伸長させることによってスキンプレート11を
前進させることにより駆動装置13の回転軸に円形カッタ
板４の中心部を一体に連結、固着し、分岐トンネル掘削
用シールド掘削機Ｓを構成する。この状態で坑口パッキ
ン８の押え金具９を仮固定金具12によってスキンプレー
ト11にボルト止め或いはピン止めして連結しておく。

【００１９】次いで、土砂取入室18内に送泥管19から加
圧泥水を供給しながらこのシールド掘削機Ｓ全体を僅か
に後退させると、該シールド掘削機Ｓのスキンプレート
11の外周面に仮固定金具12を介してパッキン８を挟着し
た可動坑口リング６と押え金具９が一体に連結している
ので、シールド掘削機Ｓのスキンプレート11の後退に従
って該スキンプレート11と一体的に可動坑口リング６が
固定坑口リング５の内周面をシール材７を介して後方に
摺動し、図３に示すように、パッキン８は何等変形する
ことなくスキンプレート11の外周面に圧接させた状態を
維持する。なお、固定坑口リング５と可動坑口リング６
間に介在したシール材７の摩擦抵抗よりもスキンプレー
ト11に対するパッキン８の圧接力を大きくしておけば、
上記仮固定金具12を使用することなくスキンプレート11
とパッキン８との圧接力がシール材７側の摩擦力に打ち
勝って可動坑口リング６に取付けたパッキン８をスキン
プレート11の外周面に止水形態を維持した状態でスキン
プレート11と一定的に後退させることができる。

【００２０】一方、シールド掘削機Ｓが後退すると、円
形カッタ板４がその前面に突設している掘削ビット4fを
坑口壁３から抜き取るように離脱させてその前面を坑口
壁３から離間させる。このように円形カッタ板４を坑口
壁３から離間させたのち、上記仮固定金具12を取り外し
て押え金具９とスキンプレート11との連結を解くと共
に、図４に示すように、固定坑口リング５のフランジ部
5aと可動坑口リング６のフランジ部6bとの間にスペーサ
21を介在させて両坑口リング５、６に固定する。このス
ペーサ21は、シールド掘削機Ｓの土砂取入室18内の泥水
がパッキン８の前面側にも充満しているので、この状態
からパッキン８が前進すると泥水の漏洩が生じる虞れも
あることから設けられるものであるが、必ずしも配設し
ておく必要はない。

【００２１】この状態にして円形カッタ板４を回転させ
ながら推進ジャッキ17を伸長させてシールド掘削機Ｓを
発進させると、パッキン８がシールド掘削機Ｓの掘進中
におけるスキンプレート11や該シールド掘削機Ｓに後続
する分岐トンネル覆工セグメントの外周面に圧接し、止
水作用を発揮するものである。

【００２２】また、シールド掘削機Ｓの発進時において
は、円形カッタ板４の掘削ビット4fによって坑口壁３が
切削、破砕され、破砕片は円形カッタ板４に設けている
取入口を通じて土砂取入室18内に取込まれる。坑口壁３
の切削後、図５に示すように引き続いてその前方側の地
盤をシールド掘削機Ｓによって掘進させ、スキンプレー
ト５の後端部内でセグメント25を組み立てゝ掘削壁面を
覆工し、分岐トンネルT1を築造していくものである。

【００２３】図６は坑口１に坑口壁３と円形カッタ板４
とを施工した一例を示すもので、トンネルＴを一定長掘
削する毎にトンネルの周方向に湾曲した長方形状の複数
枚の鋼製セグメント２を周方向に組み立てゝ一リング分
の覆工を形成し、この覆工を順次トンネル長さ方向に数
リング分形成していく際に、坑口１をトンネル長さ方向
のセグメント幅に複数分割した切欠部2a〜2eをそれぞれ
有する鋼製セグメント２を組立てることによって、これ
らの切欠部2a〜2eによって坑口１を形成するものである
が、各切欠部2a〜2eには予め、これらの切欠部2a〜2eと
同一形状の低強度コンクリートブロック3a〜3eを嵌め込
み状態で一体に組み込まれて鋼製セグメント２の一部を
構成してあり、鋼製セグメント２を上記のように組立て
ゝ隣接する低強度コンクリートブロックの対向側面同士
を密接させることによって坑口１を閉止した坑口壁３を
形成しているものである。

【００２４】なお、互いに接合したブロック同士の接合
端部には、トンネルＴ内に向けた内面からブロック同士
の接合端面を交差して互いに直状に連通した適宜深さの
接続孔22、22を設けてあり、これらの接続孔22、22間の
内部にトンネルＴ内から、分岐トンネル掘削用円形カッ
タ板４によって破砕可能なグラスファイバーを主体とし
た合成樹脂材よりなる連結部材23を挿入して接続孔22、
22内に発泡ウレタン等の接着剤を充填することにより、
該連結部材23を介して互いに接合したブロック同士を一
体に連結してある。

【００２５】また、各ブロック3a〜3eとこれらのブロッ
クの円弧状湾曲端縁をそれぞれ接合させている鋼製セグ
メント２の切欠部2a〜2eとの接合部も上記同様にして、
ブロックの円弧状湾曲端部とこの端部を接合させた鋼製
セグメント２の円弧状湾曲端部とに、互いに連通した直
状の接続孔（図示せず）を設けてあり、これらの接続孔
間に上記連結部材23を挿入して発泡ウレタン等の接着剤
を充填することにより互いに連結している。

【００２６】一方、分岐トンネル掘削用円形カッタ板４
の分割片4a〜4eは互いにボルト24によって一体に連結し
て円形カッタ板４を形成している。そして、坑口壁３と
円形カッタ板４との対向面間の間隔部にモルタルよりな
る低強度止水材料26を充填、固化させ、その内部に円形
カッタ板４の掘削ビット4fを埋設させた状態にして坑口
壁３と一体化している。

【００２７】このように坑口１に配設された円形カッタ
板４は分岐トンネルT1の築造時に、上記のようにシール
ド掘削機Ｓ全体を僅かに後退させてパッキン８を該シー
ルド掘削機Ｓのスキンプレート11と一体的に後方に移動
させると共に円形カッタ板４の前面を坑口壁３の背面に
固着した低強度止水材料24から離間させることにより該
止水材料内に埋入している円形カッタ板４の掘削ビット
4aを抜き取るようにして離脱させ、しかるのち、円形カ
ッタ板４を回転させながら推進ジャッキ17を伸長させて
シールド掘削機Ｓを推進させることにより、止水材料24
及び坑口壁３、連結部材23を切削、破砕しながら除去し
たのち、前方地盤を掘削して分岐トンネルT1を築造して
いくものである。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明の坑口パッキンの取
付構造によれば、坑口に固定坑口リングと可動坑口リン
グとを設けて該可動坑口リングに取付けているパッキン
を分岐トンネルシールド掘削機のスキンプレートに圧接
させているので、シールド掘削機の発進時において、シ
ールド掘削機を後退させた時に、該シールド掘削機のス
キンプレートに圧接しているパッキンも一体的に後方に
移動させることができ、従って、パッキンが後方に反転
することなく常に止水作用を発揮する形態を維持してシ
ールド掘削機によるトンネル掘進中における地下水の浸
入を確実に防止し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】坑口パッキンの取付状態を示す縦断側面図、

【図２】トンネル内に分岐トンネル掘削用シールド掘削
機を配した状態の簡略縦断側面図、

【図３】シールド掘削機Ｓを後退させた状態の縦断側面
図、

【図４】シールド掘削機Ｓを前進させた状態の縦断側面
図、

【図５】分岐トンネルを掘削している状態の簡略縦断側
面図、

【図６】分割片の組立により形成した坑口壁と円形カッ
タ板の一部切欠背面図、

【図７】従来の坑口パッキンの取付状態を示す簡略縦断
側面図、

【図８】発進時のパッキンの状態を示す簡略縦断側面
図。

【符号の説明】

１ 坑口 ２ 覆工セグメント ３ 坑口壁 ４ 円形カッタ板 ５ 固定坑口リング ６ 可動坑口リング ８ パッキン Ｓ 分岐トンネル掘削用シールド掘削機 11 スキンプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 301

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル覆工の一部に形成している分岐
   トンネルの坑口パッキンの取付構造であって、コンリク
   ート製の坑口壁の背面に一体に固着した円形カッタ板を
   囲むようにして坑口の後端側におけるトンネル覆工の内
   壁面に固定坑口リングを装着し、この坑口リングの内周
   面に可動坑口リングを後方側に向かって摺動自在に配設
   し、該可動坑口リングに分岐トンネル掘削用シールド掘
   削機のスキンプレートに圧接させるパッキンを取付けて
   いることを特徴とする坑口パッキンの取付構造。
2. 【請求項２】 可動坑口リングは固定坑口リングの内周
   面にシール材を介して摺接した円環部と該円環部の後端
   から外方に向かって直角に屈曲して固定坑口リングの背
   面に当接するフランジ部とからなる断面Ｌ字状に形成さ
   れてあり、このフランジ部に押え金具によって上記パッ
   キンを固定していると共に押え金具を仮固定金具を介し
   て分岐トンネル掘削用シールド掘削機のスキンプレート
   の外周面に着脱自在に連結させるように構成しているこ
   とを特徴とする請求項１記載の坑口パッキンの取付構
   造。