JP3241132B2 - トンネル掘削装置 - Google Patents

トンネル掘削装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トンネルの掘削が効率
良く行えるトンネル掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】トンネル掘削におけるシールド工法とし
て、近年、セグメントを使用せずシールド機から直接、
履工コンクリートを打設する直打コンクリートライニン
グ工法（通称ＥＣＬ工法）が注目されはじめている。
【０００３】このＥＣＬ工法は、シールド機の掘進と同
時に、内型枠と地山との間に妻枠を通してコンクリート
を加圧充填しながら連続的に打設するもので、掘進と履
工が同時に行えて工期の短縮が図れると共に、セグメン
ト不要により全体工事費の大幅な削減が図れ、しかもコ
ンクリート圧制御により地盤沈下対策が容易であるとい
う特長を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ＥＣＬ
工法に用いられるトンネル掘削装置においては、内型枠
と地山との間に加圧コンクリートを打設する際に、妻枠
の摺動隙間から大気圧下の掘削機本体内へコンクリート
が洩出するのを防止するために、妻枠の内，外周にシー
ル部材が装着される。
【０００５】ところが、従来では、特に妻枠外周のシー
ル部材が単なる塊状のゴムで形成されていたため、当該
シール部材が摺動する、掘削機本体の後胴後部が地山の
土水圧により変形した場合、この変形に追従できなくて
シール不能となるという問題点があった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、摺動面の変形に
対し常に追従することができるシール部材を妻枠に装着
してなるシール性の高いトンネル掘削装置を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の、本発明の構成は、内型枠と地山との間に妻枠を通し
て加圧コンクリートを打設するトンネル掘削装置におい
て、前記妻枠の少なくとも外周に、加圧流体が常時供給
される拡張室を全周に亘って有し前記加圧コンクリート
の掘削機本体内への洩出を阻止し得ると共に前記拡張室
に対応する両側壁部が円弧状に凹んで形成され同拡張室
内の加圧流体により常時径方向へ膨張し得るゴム等弾性
体の一体成形品からなる中空環状のシール部材を装着し
たことを特徴とする。
【０００８】
【作用】前記構成によれば、シール部材はその拡張室が
常に加圧されているので、後胴後部の摺動面の変形に対
し、常に径方向へ円滑に追従して変形し、依ってシール
性能が良好に保持される。
【０００９】
【実施例】以下添付図面に基づいて、本発明の一実施例
を説明する。
【００１０】トンネル掘削装置の全体側面図を示す図１
において、１は前胴２，中胴３及び後胴４に３分割され
た掘削機本体、５はこの掘削機本体１の後方に縦列され
た複数個（図中では９個）の内型枠で、６はこの内型枠
５を用いて構築されたコンクリートのライニングであ
る。
【００１１】前記掘削機本体１の内部には、切羽７の全
断面を掘削し得るブームカッター８と、このブームカッ
ター８で掘削した土砂をかき込むかき込機９と、このか
き込機９でかき込んだ土砂を掘削機本体１の後方へ搬送
するベルトコンベア１０が設置される。
【００１２】前記ベルトコンベア１０の一部を内装した
エレクタビーム１１が内型枠５内を貫通して横架され、
このエレクタビーム１１に長手方向へ往復動可能にエレ
クタ１２が支持されている。
【００１３】そして、前記エレクタビーム１１の後方に
コンクリートポンプ１３等を搭載した後続台車１４や骨
材運搬台車１５が待機している。
【００１４】また、前記前胴２にはムーバブルフード１
６が取り付けられると共に、前胴２と中胴３とには方向
変換用の中折れジャッキ１７が介装される。
【００１５】さらに、前胴２と最前列の内型枠５とには
掘進用のシールドジャッキ１８が介装されると共に、中
胴３と後胴４とには後胴引寄せ用のテレスコジャッキ１
９が介装される。
【００１６】さらにまた、後胴４には、内型枠５と地山
２０との間にコンクリートを打設して前記ライニング６
を構築するための妻枠２１が妻枠ジャッキ２２を介して
取り付けられる。
【００１７】前記妻枠２１は、図２に示すように、断面
が箱形に形成された型枠本体２３の周方向とびとびに、
前述したコンクリートポンプ１３からの加圧コンクリー
ト供給管２４と連通する供給パイプ２５が貫設される。
前記各加圧コンクリート供給管２４は型枠本体２３の裏
面にボルト２６で結合される。
【００１８】そして、前記型枠本体２３の表面側の内周
部には、通常の多重構造の妻枠シール板２７がシール板
押え２８を介してボルト２９で取り付けられる。
【００１９】一方、型枠本体２３の表面側の外周部に
は、本発明に係るゴム製のシール部材３０が二つ並んで
押え板３１を介してボルト３２により取り付けられる。
【００２０】シール部材３０は、図３〜図６に示すよう
に、中空環状に形成されて中空部が常時加圧流体（空気
や油等）が所定圧（例えば、加圧コンクリート圧が１０
kg/cm2程度であれば１０．５kg/cm2程度）で供給される
拡張室３３となっている。
【００２１】即ち、シール部材３０は、拡張室３３に対
応する両側壁部３０ａが円弧状に凹んで形成され、拡張
室３３内の加圧流体により常時径方向へ膨脹し得るよう
になっている。
【００２２】また、シール部材３０の内周部（底壁部）
には、金属製のストッパリング３４を嵌着したボルト穴
３５が周方向に多数形成され、前述したボルト３２が多
数挿通し得るようになっっている。
【００２３】さらにまた、前記内周部の点対称位置の二
箇所には、塊状の加圧流体路形成部材３５が埋め込ま
れ、この加圧流体路形成部材３５のネジ穴３６に図示し
ない加圧流体供給源からの加圧流体ホースがシール部材
３０に形成した貫通孔３７を通して螺合し得るようにな
っている。
【００２４】前記加圧流体路形成部材３５には、Ｌ字状
の流体路３８が形成され、一端が前記ネジ穴３６を介し
て加圧流体ホースに、かつ他端がシール部材３０に形成
した通孔３９を介して拡張室３３に通じている。
【００２５】なお、図５及び図６中４０は加工穴閉塞用
のプラグである。また、図７に示すように、二つのシー
ル部材３０の間に押え板３１を介在させても良いことは
言う迄もない。
【００２６】次に、このように構成されたトンネル掘削
装置を用いたＥＣＬ工法の施工サイクルを説明する。 （１）先ず、ブームカッター８で切羽７の全断面を掘削
しながら、最後列で脱型された内型枠５を、エレクタ１
２により後胴４内へ搬送し、内型枠５を組み立てる。即
ち、掘削と内型枠組立を同時に行うのである。
【００２７】（２）次いで、後胴４後部の妻枠２１によ
り内型枠５を地山２０との間に加圧コンクリートを打設
して、内型枠幅の半分の長さのライニング６を構築しな
がら、内型枠５に反力をとって、シールドジャッキ１８
の伸長により掘削機本体１（厳密にはこの時点では前胴
２と中胴３とが推進され、この後テレスコジャッキ１９
の収縮で後胴４が推進される。）を推進させる。即ち、
推進とコンクリート打設とを同時に行うのである。
【００２８】（３）次いで、ブームカッター８で切羽７
の全断面を掘削しながら、エレクタ１２が自走して、最
後列の内型枠５を脱型する。即ち、掘削と内型枠脱型と
を同時に行うのである。
【００２９】（４）次いで、後胴４後部の妻枠２１によ
りコンクリートを打設し、内型枠幅の残り半分の長さの
ライニング６を構築しながら、掘削機本体１を推進させ
る。即ち、推進とコンクリート打設とを同時に行うので
ある。
【００３０】以後、（１）から（４）の工程が繰り返さ
れるのである。
【００３１】そして、本実施例では、前記コンクリート
の打設の際には、妻枠２１の外周に装着したシール部材
３０の拡張室３３が常時加圧流体で加圧されている。
【００３２】そのため、地山２０の土水圧で後胴４後部
が変形しても、拡張室３３がこれに追従・変形し、シー
ル性が良好に保持される。
【００３３】この結果、加圧コンクリートが妻枠２１の
摺動隙間を通って大気圧下にある掘削機本体１内に洩出
することが回避される。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、妻
枠に装着されるゴム等弾性体の一体成形品からなるシー
ル部材の内部に径方向への追随代が大きい拡張室を形成
して後胴の変形に対し常に円滑に追従することができる
ようにしたので、シール部材の取付性の容易化が図れる
と共にシール性の高いトンネル掘削装置が実現されると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るトンネル掘削装置の全
体側面図である。
【図２】図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】シール部材の正面図である。
【図４】図３のIV-IV 線断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図５のVI-VI 線断面図である。
【図７】シール部材装着部の変形例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１ 掘削機本体 ５ 内型枠 ２０ 地山 ２１ 妻枠 ２３ 型枠本体 ２４ 加圧コンクリート供給管 ３０ シール部材 ３３ 拡張室 ３８ 流体路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山村 康夫 東京都千代田区三崎町２丁目５番３号 鉄建建設株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−180695（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21D 11/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内型枠と地山との間に妻枠を通して加圧
    コンクリートを打設するトンネル掘削装置において、前
    記妻枠の少なくとも外周に、加圧流体が常時供給される
    拡張室を全周に亘って有し前記加圧コンクリートの掘削
    機本体内への洩出を阻止し得ると共に前記拡張室に対応
    する両側壁部が円弧状に凹んで形成され同拡張室内の加
    圧流体により常時径方向へ膨張し得るゴム等弾性体の一
    体成形品からなる中空環状のシール部材を装着したこと
    を特徴とするトンネル掘削装置。
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